高校物理の問題なのですが
ひとつわかりにくところがあって答えと解説がないものですからそこをお答えしてもらえるとありがたいです。問題と図はのせますのでよろしくおねがいします。穴埋め型です。
自分でやって(1)はできたのですが(2)が自分の答えであやしいので聞いてみた次第です。
図のように頂角2θを持つ円すいが頂点を下に軸を鉛直方向に向けて固定されている。この円すいの内面にそって質量mの小球を速さvで水平方向に打ち出したところ、小球が水平面内で等速円運動をした。円すいの軸から小球までの距離をr重力加速度をgとする。
また、小球と円すい内面との摩擦、空気抵抗は無視できるとする。
(1)観測者が静止した状態とする。
i ) 円すい内面に対し垂直方向に大きさNで働く垂直抗力がある。この時N((1))となる。
ii)円運動により半径rはv,g,θを用いて((2))でありこの時の周期は((3))となる。
(2)同じ状態化で小球と一緒に回転している観測者から見るとする。((5)は語句で埋めよ)
小球に働く力は3つありこの内、円すいの軸から遠ざかる向きに慣性力として((4))の大きさではたらく((5))がある。この場合円すいの斜面に沿う方向の力のつり合いより等式((6))が成立する。
この時半径rは(2)と同じ値になることがわかる。