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Physics Senior High

円運動、 垂直抗力の正負がほんとに分からないです、この写真のときの、問題でなんで違うんですか。自分で図を書いても意味がわかりません。どなたか図で教えてもらえませんか?

9 3 13 遠心力に関係した身近なも T から見 ang 鉛直面内での円運動 右図のような, 半径r[m]のなめらかな円筒面に向 て質量m[kg]の小物体を大きさ [m/s] の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。 重力加速度の 大きさをg[m/s ] とする。 (1) 鉛直線となす角が0の点(図の点C) を通過すると L A CO 遠心 0 1933 きの小物体と面から受ける垂直抗力の大き AUDIO さを求めよ (2) 小物体が点Bを通過するための の条件を求めよ。 ●センサー 39 円運動では,地上から見て 解くか、物体から見て解く かを決める。 ① 地上から見る場合 遠心力は考えず、力を円の 半径方向と接線方向に分解 し、円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 小井 生ブ か または mr²=F ②物体から見る場合 遠心力を考え、力を円の半 径方向と接線方向に分解し, 5 136 半径方向のつり合いの式を V² m-=F Y HARENTE 立てる。 ※どちらでも解ける。 ●センサー 40 物体が面に接しているとき, 垂直抗力 NO (1) 水平面を重力による位置 エネルギーの基準面とする。 先生にきく 2 mvo ■解答 (1) 点Cでの小物体の速さを [m/s] とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より 1 1 = 2 m ゆえに, v=√√√v²-2gr (1+cos) [m/s] F 基準 fr mv²+mg(r+rcose) Vo 3 54 ora ・① 垂直抗力の大きさを/〔N〕 とすると, 地上から見た円運動の運動方程式は, 129 134 138 B A v²-4gr Bmgcose N rcos00 O r [8] mg OmN+mg cos の これにを代入し, 整理すると, 2 mvo N= - mg (2+3 cose) (N) ...... 14 物理 r 別解 小物体から見ると,円の半径方向にはたらく力は、実際丁( にはたらく力のほかに、円の中心から遠ざかる向き start 基準位置 N+mg cose m-0(量的関係は上と同じ) r 9 遠心力がはたらいている。 半径方向の力のつり nof SA 合いより 非等速円運動では,円の接線方向にも加速度があり,物体か ら見た場合,接線方向での力のつり合いを考えるためには、接 線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2) (1)より、0 Nはともに減少していく。点Bを通過するためには、点B でぃ > 0 かつ N≧0であればよい。①より①=0を 代 入して、 v= では, 0 が小さくなるにつれて,v, ≦z〔rad] なんで2乗外して?COSO°=1M=

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Physics Senior High

(1)が分かりません なぜ糸の傾きより電車の加速度が左向きですか? そして(4)でなぜ張力は関係ないのか分からないので教えて欲しいです

■/s? (3) 等速円 より α = 0.50×4.0²= 8.0m/s² 基本例題 13 慣性力 一定の大きさの加速度αで進行中の電車の天井から 質量mのおもりを糸でつるした。 電車内の人には,糸 が鉛直方向から角度0傾いて静止しているように見え た。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 電車の加速度の向きは右向きか左向きのどちらか。 (2) tan の値を求めよ。 解答 (1) 糸の傾きより慣 性力の向きは右 向きである。 よ SA よってω^2=36 ゆえにω'=6.0rad/s (3) 糸がおもりを引く力の大きさSをm, g, a を用いて表せ。 (4) 突然糸が切れた。 電車内の人から見ると, おもりの軌道はア~ウのいずれか。 [0]] 指針 電車に乗った観測者から見ると, おもりには慣性力がはたらいているように見える。その 向きは、電車の加速度の向きと反対である。 糸が引く力 Scoso 慣性力 ma NU って, 加速度の 向きは左向き。 Ssin (2) 電車内の人から 見ると,重力, 重力 mg 糸が引く力, 慣性力の3力がつりあ っているように見える。 力のつりあ いより >>51,52,53,54 人 水平方向 : Ssin0-ma=0 鉛直方向: Scos-mg=0 sin a ① ② 式より tan0= COS O g (3) 糸が引く力の大きさは三平方の定理より S=√(mg)²+(ma)²=m√√g²+a² ④ 電車内の人から見ると, おもりは重力と 慣性力を受けて運動するように見える。 したがって, それらの合力の向きに、 等加 速度直線運動を行う。 よってイ 2

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Physics Senior High

至急です!基本例題7️⃣(4)屋上から最高点まで3秒+最高点から屋上までが3秒+屋上から地上までがx秒とする=投げてから9秒後に地上に落下するので、3+3+x=9秒とすると、 x=3秒になる。地上から屋上までの変位=ビルの高さと考えて、地上から屋上まで3秒で落下するので、... Read More

基本例題 7 鉛直投げ上げ あるビルの屋上から, 小球を鉛直上方に 29.4m/sの速さで投げ 上げた。 重力加速度の大きさを9.8m/s² とする。 平 (1) 小球が最高点に達するまでの時間は何秒か。mge (2) 最高点の高さんは屋上から何mか。 (3) 投げてから小球が屋上にもどるまでの時間は何秒か (4) 投げてから 9.0秒後に小球が地上に落下した。 ビルの高さは 何か。 a mos (2) 「y=uot-1/2gt2」より h=29.4×3.0-12×9.8×3.02 =88.2-44.1=44.1≒44m 18211801=> (3) 「y=uot-1/2gt2」において y=0 だ から 0=29.4×12×9.8×2 0=6tz-t22 tz(t2-6)=0 20 より t=6.0s 27,28,29 解説動画 29.4 m/s [2] A Mati 指針 屋上を原点とし、上向きを正とする。 最高点はv=09.0秒後のyがビルの高さ。 解答 (1) 最高点では速度が0になるので, 別解 最高点を境に上り下りが対称的なので 「v=vo-gt」 より am08 t=2t=2×3.0=6.0s 0=29.4-9.8×t t₁ =3.0s (4) ビルの高さとは, 9.0秒後の|y|である。 1 y=vot- /gt² MS =29.4×9.0- 20 -X9.8×9.0² 2 mi.c =-132.3≒1.3×102m よって H=1.3×102m [POINT メロ 鉛直投げ上げ 最高点 もとの高さy=0 → H v=0

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