【 問 題 】

ひもの長さが r m の単振り子がある。空気抵抗はないものとする。
重りを支点の高さまで持ち上げてから、静かに手を放ち単振り子運動を開始させた。
重りが最下点に達したときのひもの張力を求めよ。

【 解 答 】

重りが最下点に達したときの重りの速さを ｖ m/s とする。
力学的エネルギー保存の法則より、
　　　mv²/2 ＝ rmg
よって、
　　　v² ＝ 2rg
重りが最下点に達したときの向心力は、
　　　m × v²/r N　＝→　2mg N
　　　　　　　　※　向心力 ＝ mrω² ＝→ mr(v/r)² ＝→ mv²/r
重りが最下点に達したときの重りに作用する重力は、
　　　mg N
したがって、重りが最下点に達したときのひもの張力は、
　　　　2mg N ＋ mg N　＝→　3mg N

参考：　力学 ＞ 円運動の運動方程式