uniform circular motion 에서는 gravity, tension, friction 등등
모든 force 를 다 +- 한 net force 가 mv^2/R 이면 됩니다.
이 경우에는 relevant 한 force 가 gravitational force 밖에 없으므로
Fg = mv^2/R 이라고 생각하는 것이 맞습니다.
학생이 첨부한 문제 중에,
1번의 (a) 는 아주 잘 풀었습니다. 그런데 (b) 를 계산하는 과정에서 unit 이 틀렸네요.
모든 물리량들을 MKS (meter, kg, second) 로 바꿔 놓고 계산해야합니다.
Period T 가 hr 로 주어졌으니 그것을 second 로 바꾸느라 3600 을 곱한 것은 잘했는데,
km 로 주어진 거리를 그냥 썼네요. 3390 대신 3.390 x 10^6 m 로 넣고 계산하면 답이 나올겁니다.
2번 문제의 해답은 첨부한 사진을 보기바랍니다.
학생의 풀이에서 잘못된 것은 centripetal force 를 string 의 방향으로 잡은 것입니다.
centripetal force 의 방향은 언제나 그 물제가 그리고 있는 원의 center 방향이지 매달려있는 string 의 방향이 아닙니다.
첨부한 사진에서 이 물체가 파란색 원을 그리며 돌고 있으니 centripetal force 는 그 원의 center 방향, 즉 horizontal 방향입니다.
tension 의 vertical 방향 component 는 weight mg 와 상쇄되고,
tension 의 horizontal 방향 component 가
곧 centripetal force 인 mv^2/r 이 된다는 것이 이런 문제들의 요점입니다.