🎯 今日の問題
長さ0.40mの糸の先におもりをつけ、点Oからつるして振り子をつくった。糸がたるまないように、鉛直方向とのなす角が60°となる位置まで引き上げ、おもりを静かにはなす。点Oの真下で0から0.20mの位置に釘がある。重力加速度の大きさを9.8とする。
（1）おもりが最下点に達したときの速さはいくらか。
（2）最下点を過ぎると糸が釘に引っかかり、釘を支点として振り子が振れる。鉛直方向と糸とのなす角が60°となるとき、おもりの速さはいくらか。
（3）おもりが最高点に達したとき、糸と鉛直方向とのなす角はいくらか。
🧠 解法のポイントと豆知識
今日は「釘が引っかかる振り子」の問題いくよ〜！
まずポイントは、エネルギー保存則ね！
🔹（1）最下点の速さを出すには、位置エネルギーが全部運動エネルギーになるってことを使う！
-
振り子の長さは0.40m、角度が60°だから、高さの変化は
0.40 × (1 - cos60°) = 0.40 × (1 - 0.5) = 0.20m
→ この0.20mの落差を使って速さを出すよ。 -
速さv = √(2gh) = √(2×9.8×0.20) ≒ 2.0 m/s
🔹（2）釘に引っかかると、支点が変わる！残りの糸の長さは
0.40 - 0.20 = 0.20m ね。
-
角度60°での高さは 0.20×(1 - cos60°) = 0.20×0.5 = 0.10m
→ 今度は、最下点からこの高さまで上がるから、
最下点のエネルギーがここでの運動エネルギー＋位置エネルギーになる。
→ v = √(2g(0.20 - 0.10)) = √(2×9.8×0.10) ≒ 1.4 m/s
🔹（3）最高点はどこまで上がるの？ってことだけど、またエネルギー保存でいこう！
-
最下点のエネルギー（0.20mぶん）をぜんぶ高さに変えたい。
0.20×(1 - cosθ) = 0.20
→ cosθ = 0 → θ = 90°
つまり、おもりはちょうど横向き（水平）まで上がるってことだね！
🎥 解説動画のご紹介
タイトル：【振り子のエネルギー】長さ0.40mの糸の先におもりをつけ、点Oからつるして振り子をつくった。糸がたるまないように、鉛直方向とのなす角が60°となる位置まで引き上げ、おもりを静かにはなす。点Oの真下…
チャンネル名：理数個別チャンネル
動画URL：https://youtu.be/DRfSraywD2g
この動画では、釘に引っかかるちょっと意地悪な振り子問題を、わかりやすく徹底解説してくれてるよ！
✨ 最後に・・・
いや〜今回の問題、ちょっとトリッキーだったけど、エネルギー保存則さえ押さえれば、意外とスッと解けちゃうんだよね！
振り子って見た目以上に奥深い！身の回りのブランコも、実は物理の宝庫なんだって思えるね！
それじゃ、次回も楽しく学んでいこう〜！