💡 ヒント：円錐振り子

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

糸の上端を固定して、おもりを水平面内でぐるぐる回す状況です。糸は鉛直線から角度 \(\theta\) だけ傾いた円錐の側面を描きます。おもりは 水平な円を等速で回り、上下方向には動きません。

イメージは「メリーゴーラウンドのつり下げ式の馬」。糸が斜めに張られ、馬は水平円を一周します。

✏️ 求めるもの

糸の張力 \(S\)、円運動の周期 \(T\) などを問われます。鍵になるのは「鉛直方向はつり合い、水平方向は向心力」という2方向への分解です。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 力を図示：おもりにかかる重力と張力を矢印で書き、張力を鉛直・水平に分解
  2. 2方向の式：鉛直＝つり合い、水平＝向心力（円運動の方程式）
  3. 連立を解く：2式から \(S\) や \(\omega\) を求める。\(\tan\theta\) が出てきたら \(\sin/\cos\) の比に注目
  4. 周期へ変換：\(\omega\) が出たら \(T = 2\pi/\omega\) で周期に直す
注意

円運動は「水平面内」なので、向心加速度は水平方向を向く（中心向き）。鉛直方向には加速度ゼロ＝つり合い、と分けて立式するのがコツ。糸の長さ \(L\) と半径 \(r\) を混同しないように。