講義のページ/飛行の基礎I2009S/練習問題/回転運動

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練習問題†

設問 (回転運動)

問1

回転系で生じる慣性力(回転している座標系から見て観察される慣性力)のうち、回転の速度(角速度)と中心からの距離で決まる慣性力は何か。

向心力遠心力コリオリの力記述力仕事力

問2

回転系で生じる慣性力(回転している座標系から見て観察される慣性力)のうち、回転の速度(角速度)と回転系で観察される速度で決まる慣性力は何か。

向心力遠心力コリオリの力記述力仕事力

問3

等速円運動を維持するために中心向きに作用する力は何か。

向心力遠心力コリオリの力記述力仕事力

問4

コリオリの力は向きを変えるという意味で「転向力」とも言われる。コリオリの力はどのように作用するか。

回転系で観察される速度に沿った向きに作用する。回転軸に沿った向きに作用する。回転中心に向かう向きに作用する。上から見て左回り(反時計回り)の時、回転系で観察される速度の右手に作用する。上から見て左回り(反時計回り)の時、回転系で観察される速度の左手に作用する。

問5

角運動量について誤った記述を選べ。

角運動量は物体の質量に比例する。角運動量は物体の速度に比例する。角運動量は、中心から物体の速度ベクトルへ降ろした垂線の長さに比例する。角運動量が保存する場合がある。それを角運動量保存則という。角運動量は向きがないのでスカラー量である。

問6

フィギュアスケートの選手が回転しながら腕を縮める。このとき、回転の様子はどのように変化するか。

回転は速くなる。回転は遅くなる。回転の向きが逆になる。回転は止まる。北半球ならば回転は速くなるが、南半球ならば回転は遅くなる。

問7

外から力を加えると角運動量を変化させることができる。このとき、回転の中心からの腕の長さと力の大きさの積(正確には位置ベクトルと力の外積)が重要である。これを何というか。

トルコトルクコルクやじろべぇバランス

問8

コマを非常に高速に回したときに現れる性質のうち、誤っているものはどれか。

回転軸の向きが変わりにくくなるため、ジェット機のコンパス(ジャイロコンパス)として使われていた。コマの軸を水平にして軸の一端だけを支えても、倒れること無く首振り運動をする。コマの軸の両端を持ってコマの回転軸の向きを変えようとすると、コマの軸は動かそうとした方向とは垂直な方向に動こうとする。コマを二つ用いて軸を接続すると、二つとも空中に浮かすことができる。コマを手に取って軸の向きを変えるとき、回転していないときよりも大きな力が必要になる。