1枚目のピンクの下線部についてです。 引力を及ぼし合うと書いてありますが二枚目の写真のように斥力ではないんですか?

質量 2.0×10~kg の小さな金属球Aが, 軽いナイロン |糸でつるされている。 Aに電気量を与え, 4.9×10-"C クーロンの法則 の正の電気量をもつ小さな金属球Bを近づけたところ。 者は同じ高さとなって,図のように静止した。A. B間にはたらく静電気力の大きさと, Aの電気量を求 45" 4.9×10-C B A 0.30m めよ。 () Aには, 重力、 糸の張力, Bとの間の静電気 カがはたらき, これらの力はつりあっている。 「解) Aには、重力 mg, 糸の張力T, 静電気力Fが はたらき,図のように示される。水平方向, 鉛直方向 のそれぞれで力のつりあいの式を立てると、 水平方向:Tsin45°-F=0 鉛直方向:Tcos 45°-mg=0 これからTを消去して, F=mg=(2.0×10-3) ×9.8=D1.96×10-2N Tcos45" T 45 A F B Tsin 45° mgt …0 力はつりあっており、 静電気力 Fは, AがBに引かれる向きと なる。 静宅気か 2.0×10-N - AとBは引力をおよぼしあうので、 Aがもつ電気量は 負であり,これをq(C]とする。クーロンの法則の式 -(p.214-式(1))で, 静電気力の大きさにつ いて式を立てると。 Aの電気量の符号は, 静電気 力が引力か斥力かで判断し、 式(1)は,静電気力の大きさ に絞って用いている。 ト F 1.96×10-2=(9.0×10°)× lal×(4.9×10-7) 0.30° (1.96×10-2)×0.30 (9.0×10°)×(4.9×10-) -=4.0×10-7C q<0から, q=-4.0×10~C 無日 気と磁気

この問題の(1)の質問です。 この本の答えは張力を鉛直方向に分解し、重力との力のつりあいで式を立てていますが、なぜ張力を分解したのでしょうか？ 僕は重力が張力と同じ向きになるように分解し、 S=mg cosθ と式を立てたのですが、なぜ答えが違うのでしょうか？ ※ある程度... Read More

8.円運動99 基本例題28 円錐振り子 基本問題 203, 204, 205 図のように、長さ 1の糸の一端を固定し, 他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鈴直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをgとして, 次の各間に答えよ。 (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は、それぞれいくらか。 12 00 m 000 の意供 m(Isin0) w。%=mgtan0 DIX8.0 地上で静止した観測者には, おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として,水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張カの水平成分であ る。(1)では, 鉛直方向の力のつりあいの式,(2) では,円の中心方向(半径方向)の運動方程式を立 指針 g lcos0 の= lcos0 (変周期Tは, T== 2元 =2元, の g 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって 国(みえる。力のつりあ いの式を立てると, (2)の運動方程式と同じ結果が得られる。 m(lsin0)?-mgtan0=0 m(1sin) S。 てる。なお, 円運動の半径はIsin0 である。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ EL Ssin0=mgtan0 PIO mg Scos0 S いから, Scos0=mg Ssin0 S=-mg coso Point 向心力は, 重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく, 円運動を生じさせる 原因となる力の総称で, 常に円の中心を向く。 6u A (2) 糸の張力の水平成分Ssin0=mgtan0が向 心力となる。運動方程式 mro?=Fから, 第Ⅱ章 力学

写真二枚目下線部の式変形がわかりません。 途中過程を教えて頂きたいです🙇🏼‍♀️

Vo 小物体 130.動く板の上での物体の運動● 右の図 のように,質量Mの小物体が質量Mの大きな板 の上にのっている。小物体と板との間の動摩擦 メ0S M8 床 m 板 係数をμとし,板と床との間の摩擦を無視する。時刻 t=0 において,小物体に右向き の初速度 voを与えると,板も同時に動き始めた。右向きを正の向きとし,重力加速度の 大きさをgとする。 moi (1)小物体が板に対して静止したときの板の速さVを求めよ。 (2) 小物体に初速度を与えてから, 小物体が板に対して静止するまでの時間tを求めよ TIロエ A

計算方法が分からないので、（2）の①、②を代入したときのtの求め方を途中式ありで見せてほしいです。よろしくお願いします、！

(1) 小物体と板の運動量の和は保存されるから mVo よってV=M+m a mvo=(M+m)V N(垂直抗力) (2) 小物体が板に対して静止するまでの間 に,小物体が板から受ける動摩擦力の大 きさは F mg 2 F=μN=μmg 小物体の運動量の変化=小物体が受けた力積 が成りたつので mV-mvo=-Ft これに,D, 2式を代入して Mmvo M+m mVo m M+m -mvo=-μmg·t よって umgt Mvo 2 ゆえに t= e\m0.e- μ(M+m)g ST 物

(4)です 重力による位置エネルギーの減少分だということはわかるんですが、それが、重力が単位時間にする仕事、になぜなるのかがわかりません F=BILの力の仕事とかは含まれないんですか？

そって降下を続けた。 レールと棒との摩擦および棒以外の部分の電気抵抗はないものと 292.磁場中の斜面をすべり下りる導体棒● 図のように, 磁束密度Bの鉛直上向きの一様な磁場中に,間隔Lの2本の 平行導体レールが水平に対して角0で固定されている。2 本のレールは上端で導線により接続されている。このレール 上に水平に長さL, 質量 m, 電気抵抗Rの導体棒 PQ をおく。 この棒に大きさ v0の初速度をレールにそって下向きに与え ると,その後棒は水平を保ち, 一定の速さ vo のままレールに B Vo 30 L、 し,重力加速度の大きさをgとする。 (1) 棒を流れる電流の大きさIと向きを求めよ。Iは vo, R, B, L, 0を用いて表+ (2) 棒にはたらく力のつりあいから速さ vo を, R, B, m, g, L, 0 を用いて表せ。 (3) 棒で単位時間に発生するジュール熱Qを, R, B, m, g, L, 0を用いて表せ。 (4)このジュール熱は何によって供給されているか。 SPr

矢印のとこの途中式お願いします(TT)

たつので mV-mvo=-Ft これに,D, ②式を代入して mVo mvo=ーumg·t m (M+m Mmvo M+m よって =Lmgt Mvo u(M+m)g ゆえに t=- 1 小物体にけたらく動摩擦力は左向きなので、

1と2は分かるのですが、まる3の式がよく分かりません…

O指針 棒にはたらく力を図に描き,剛体の 合いの条件を考える。このとき, 例題1壁に立てかけた棒のつり合い 一様な棒を,壁となす角0で立てかけたが, 棒は調れなか 接点Bで棒にはたらく静止摩擦力の向きと大きおさえよ。 A た床からなめらかで針直な壁に, 質量mで長さす。 | 水を、壁となす角0で立てかけたが、棒は留れたあ 一体の重心は棒の中点にある。このとき、 と来との 0 L 5 B の指針 6 図のように,棒には次の力がはたらく。 -重心Gに, 鉛直下向きに大きさ mg の重力 . 壁との接点Aで, 水平石向きに大きさN, の壁からの垂直抗力 . 床との接点Bで, 鉛直上向きに大きさ Naの床からの垂直抗力 . 床との接点Bで, 水平左向きに大きさFの床からの静止摩擦力 これらの力がつり合っていることから, 次式が 成り立つ。 水平方向:N,-F=0 10 11 N A> 15 ……の 鉛直方向:N2-mg=0 2 点Bのまわりの力のモーメントのつり合いより, Lcos0 AN。 G -N-Lcos6+mg·Lsin0=0 …③ 式0, 3より, F= 20 寺mgtan@ よって, 棒にはたらく静止摩擦力は, mgy F 水平左向きに mgtan0 である。 2 Laino B

この問題のエネルギー保存で磁場による力F=IBLの仕事と誘導起電力の仕事を考えなくていいのは何故ですか？

実戦 /0 4 基礎問 /18 [注 86 磁場中を運動する導体棒II 図のように,水平と角度0の傾角をもつ導体の 平行レールが間隔/で固定されており,上端には 起電力Eの電池Eと可変抵抗器がつないである。 長さ1,質量mの細い導体棒 abをレールに直角 にのせ,レールに沿って滑って移動できるように 解 a B」 ょり 0 なっている。また,磁東密度Bの一様な磁場が鉛直上向きに加えられており、 I. (1 重力加速度の大きさはgとする。導体の電気抵抗や導体棒 ab とレールとの ンジ 間の摩擦力は無視できるものとして, 次の問いに答えよ。 no ○○OI. 可変抵抗器の抵抗がある値のとき, 導体棒 ab はレール上で静止した。 ab を流れている電流の大きさはいくらか。 I.可変抵抗器の抵抗をある値にすると導体棒 abはレールに沿って上昇し、 しばらくすると一定の速さ uになった。この等速運動について考える。 boの 導体棒 abに発生する誘導起電力はどの向きにいくらか。 ODO このときの可変抵抗器の抵抗値Rを求めよ。 (3)次の物理量を求めよ。また, これらの間に成り立つ関係式をかけ 電池が供給する電力 PE 抵抗で発生する単位時間あたりのジュール熱P bO人 導体棒abを上昇させるための仕事率び る。 場。 (3 (高知大) ●電磁誘導とエネルギー保存の法則 金属棒の運動による電礎 誘導では,力学的なエネルギーと電気的エネルギーが相互に変 精講 換される。 力学的エネルギーの変化、 電池の仕事 外力の仕事- 抵抗で消費される エネルギー コンデンサー·コイルに 蓄えられるエネルギー 着眼点)力学的なエネルギー→金属棒やおもりの運動,外力でチェック 電気的エネルギー中閉回路に含まれる素子(電池など)でチェック。 発展 エネルギー保存の法則は電磁気系または力学系に分けて考えること もできる。 電磁気系:電池および誘導起電力の仕事の和で考える 力学系 2路

3です モーメントのつりあいを考えて解くことはできないんですか？ 式 xmgcosθ=L/2mgcosθ

新の量復重 思考·判断·表現 33 剛体がすべり出す条件と倒れる条件 8分 太郎君は, 粗い斜面と質量m[kg]の物体を用いて, 粗い斜面と物体 との間の静止摩擦係数μを求める実験を計画した。 図1に示すように, 物体は斜面上に置かれ静止してい な る。この物体は一様な剛体とみなしてよく,1辺の長さ がL[m]の立方体である。辺PQ は水平であり, また, 斜面が水平面となす傾斜角は0[°]である。重力加速度 の大きさをg[m/s°]として, 次の各間に答えよ。 PA 水平面 ート 図1お単 L 切向 y 問1 次の文章の空欄 式を,下の解答群0~®から一つずつ選べ。 斜面から物体にはたらく垂直抗力の大きさは, [N]であり,静止摩擦力の大きさは, 図1における辺 PQ の中点Aを通る鉛直断面を,図2に 示す。斜面から物体にはたらく抗力の作用点は,図2の 点Aから斜面に沿って上向きに3 [m]の位置である。 の解答群:0mg 1 3に入る最も適した 1 2[N]である。 lavim コ em コー A お間は J0 水平面 図2 1 2 mgsin0 3 mg cos0 の mgtan0 6 mgL の解答群:0 O mgLsin0 の mgLcos0 mgLtan0 2 mg mg sine mg cose mgtan0 Lmg 6 2 6 Lmg sin0 2 Lmg tan0 2 の Lmg cos0 受感 L 3の解答群: 0 L(1-sin0) の (L(1-cos0) o L(1-tan0) の 2 2 2 2 L (1-sin0) uL(1-cos0) 。 L(1-tan0) L 2 6 2 2 第1章 運動と工ネルギー

なぜバネの右側は考えなくていいんですか？ 右側の力で伸びるバネの分と左側の力で伸びるバネの分があるのかなと思ったんですけど…

例題5) 力のモーメント 関連問題→ 25·26 長さ L,質量mの一様な棒の一端を天井にとりつけ, 他端にばね 定数kのばねをつないだ。 あるカでばねを横に引くと, 図のよう の に棒と鉛直方向とのなす角が0となり, ばねは水平になって静止 した。このとき,ばねは自然の長さからどれだけ伸びているか。 正しいものを,下の0~6のうちから一つ選べ。ただし,天井と m, L 棒 ばね 力 k 棒,棒とばねは自由に回転できるようにつながれており,棒とばねは鉛直面内にあるとする。また, ばねの質量は無視できるものとし, 重力加速度の大きさをgとする。 mg 0 2k mgtan0 2た 0の左 mg 2ktan0 の の mg k mgtan0 k mg ktan0 (11. センター本試 [物理I]) 棒は静止しており,任意 の点のまわりにおける力のモーメ ントの和は0である。 指針 点は棒の中点である。棒と天井の接点を基準とすると, 弾性力,重力までのうでの長さは,それぞれLcosé, Lsin0 である。力のモーメントのつりあいの式は, Lsin0 2 ;0 「解説 ばねの伸びをxとすると, ばねの弾性力の大きさは kxであ り,一様な棒なので, 重力の作用 L cos0 kx×Lcos0-mg× Lsin0=0 mgtan0 2k x= mg\ したがって, 解答は2となる。