斜面を転がり落ちる円柱の加速度が、力からも、エネルギーからも、接触線のまわりのトルクからも同じになるのはどうしてでしょうか?
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方法1:質量中心(重心)のまわりのトルクと並進
斜面に沿った方向と垂直な方向の力の式、そして ( とする)を書いて を求め、運動学から を導きましょう。
転がるのに必要な摩擦:
を求め、 を課して、すべらずに転がるための静止摩擦係数の最小値を導きましょう。
方法2:すべらずに転がる運動でのエネルギー保存
ここでは静止摩擦が仕事をしないことを述べ、 を( を使って)書き、それを に等しいとおいて を導きましょう。
方法3:接触線上の点のまわりのトルク
固定点 のまわりの重力と垂直抗力のトルクを計算し、摩擦力のトルクが消えることを確かめ、 を書いて を導きましょう。