これの（3）を教えて頂けませんか🙏 2枚目の写真が答えなのですが、解説を読んでもよくわかりません、、、

6 [2014 東京大] 【35分】 図1に示すように、水平から角度を なすなめらかな斜面の下端に, ばね定数 んのばねの一端が固定されている。斜面 は点Aで水平面と交わっており, ばねの 他端は自然の長さのとき点Aの位置にあ るものとする。 図2に示すように,質量 mの小球をばねに押しつけ, 斜面にそっ て距離xだけばねを縮めてから静かに手 をはなす。 その後の小球の運動について, 次の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度 の大きさをgとする。 また, 小球の大き さとばねの質量は無視してよい。 (1) x=x のとき, 手をはなしても小球 は静止したままであった。 このときの x を求めよ。 (2) 手をはなしたのち, 小球が斜面から 飛び出し水平面に投げ出されるための の条件を, k, m, g, 0 を用いて表せ。 「ひゃん。 (3) x=3x) のとき, 小球が動きだしてから点Aに達するまでの時間を求めよ。 次に,(2) の条件が成立し小球が投げ出された後の運動を考える。 小球は点Aから速さ で投げ出されたのち, 水平距離s だけ離れたところに落下する。 点Aでの速さが一定 の場合は,0=45°のとき落下までの水平距離が最大になることが知られているが,今回 の場合は,0によって”が変わるため, s が最大となる条件は異なる可能性がある。 次の 問いに答えよ。 なお,必要であれば、表1の三角関数表を計算に利用してよい。 S 表 1 (4) vをx,k, m, g, 0 を用いて表し、 xが一定 のとき, sが最大となる 0は45°より大きいか小 さいか答えよ。 (5) s をx,k, m, g, 0 を用いて表せ。 0 sin 0 cos o 0 sin 0 cos o x m A 図1 A 図2 35° 10° 15° 20° 25° 30° 40° 0.17 0.26 0.34 0.42 0.50 0.57 0.64 0.71 0.98 0.97 0.94 0.91 0.87 0.82 0.77 0.71 45° 50° 0.77 0.64 20.57 20.50 0.42 0.34 55° 60° 65° 70° 75° 80° 0.82 20.87 0.91 20.94 20.97 0.98 0.26 0.17 2mg のとき,表 (6) x=- k に示した角度の中から, sが最も大きくなる 0 を選んで答えよ。 (7) x を大きくしていくと, s が最大となる 0 は何度に近づくか。 表に示した角度の中 から選んで答えよ。

良問の風問125 (5)で、赤丸の中のような解き方をしたのですが(1枚目)、どこが違っていたのでしょうか。 直接は求められませんか？ エネ保存で求まるのは分かるのですが、、教えてください🙇‍♀️

125 細い導線で作った半径a [m]の円形レール (S, P間は切れている)があり、このレール面の中心 0とレール上の点Pとの間にはR[Ω] の抵抗が 接続されている。 さらに､中心0とレールの間 には,レールに接しながら回転できる導体の棒 OQが橋渡ししてあり、 この棒は一定の角速度 ③ [rad/s]で回転している。 レール面には, それに 垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場(磁界) が紙面 の表から裏への向きに加わっている。 (1) コイル OPQを貫く磁束は4t [s] 間にどれだけ増加するか。 (2) 抵抗 R [Ω] の両端に発生する電位差V を求めよ。 また, 抵抗を流 れる電流の向きはO→PかそれともP→Oか。 26 図1のように、紙面に垂直で裏から表に向かう 磁場中に, 一辺の長さLの正方形のコイル ABCD が紙面内に置かれている。 コイルを通る磁場は一様 で、その磁束密度の大きさB が図2のように時間 とともに変化した。 コイルの電気抵抗をRとする。 (1) 時間帯Ⅰ (0≦t≦2to) について, を、時間tの AB 電磁気 O O SP R D (3) 抵抗R[Ω]で消費する電力はいくらか。 Pent (4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。 その向きは回転と同方向 か, 逆方向か。 (5) 棒OQを一定の角速度 [rad/s]で回転させるために必要な外力の 仕事率 P はいくらか。 A 0 ① B (東京電機大+ 筑波大) a O 83 143 O 図 1 C B O O 申切る様に誘導起電力資生!! B NOR O Val MoBℓ 1.8 A1-B5 = B-=-wa² WBA² 1=1x WBa² 2 wBa 6 (Mg (FB.l-R.M'Mg) (Bl)² [hb] 自然:P→ (3) PR=IV=RI²= WBG², R (WB))² af R 12/20ro Ad was F = I.Ba 〃 wBaz F= 2 x Ba R F=ⅠBLにも +255 = cu 8²a³) (5) 仕事率 J/S. X X (WB) at P=Fshoxaw 9 l 28 IND 4R twa w²B² at 2R 単位時間 [J/s]

この問題の(5)がわかりません。 xを振幅とした時、下のような式が成り立つと考えると、 μmg＝kx 振幅は、μmg/kとなってしまいます。 しかし答えは、μ(M+m)g/kでした。 なぜでしょうか…？

St A 228.2つの物体の単振動■ 図1のように, ばね定数kの軽いばねの一端を壁に固定し 他端に質量Mの物体Aをつける。 床は水平でなめらかである。 このばねを自然の長さ からαだけ縮めた状態にして, 質量mの物体Bを物体Aに接するように置き, 手で押さ えておく。 手をはなしたときの時刻を t=0 として, その後の物体AとBの運動につい て考える。 次の各問に答えよ。 (1) (1) 物体AとBがはなれる瞬間のばねの伸びはいく らか｡ (2) 物体AとBがはなれる時刻を求めよ。 (3) 物体AとBがはなれた後, 物体Bは等速直線運 動をする。 物体Bの速さを求めよ。 (4) 物体AとBがはなれた後, 物体Aは単振動をする。 この単振動の振幅を求めよ。 自然の長さ→ 00000A B 図18 合) 8+ (1) B 00000A 次に、図2のように. 物体BをAの上にのせ. 物体 Aを単振動させる。 物体AとBとの間の静止摩擦係数 をμ,重力加速度の大きさをgとする。 (5) 物体Bが物体Aの上をすべることなく, 物体Aが単振動をするためには, 振幅はい くら以下でなければならないか。 (京都工芸繊維大改) 例題20) 図 図2

115(2)で、答えの求め方を教えて頂きたいです 2枚目が解説と解答になっているのですが、どうしてこのような式になるのでしょうか🤔

(3) 物体Bを 小球 A 小球B 115 力学的エネルギーの保存■なめらか な水平面上に、一端を壁に固定されたばね定数 100 [N/m] の軽いばねの他端に質量m[kg] の小 球Aが取りつけられていて, 小球Aに接して質量 3m[kg] の小球Bが置かれている。 水平面は, なめらかな斜面とつながっている。 AとBが接したままばねを自然の長さか らZ[m] だけ押し縮めた後,静かに手をはなしたところばねが自然の長さになった位置 でBはAから離れた。重力加速度の大きさをg[m/s'] とする。 ①ばねを押し縮めるために加えた仕事 W [J] を求めよ。 (2) 小球Aから離れた直後の小球Bの速さひ [m/s] を求めよ。 (3) 小球Bが離れた後, ばねの伸びの最大値 x [m] を求めよ。 (4) 小球Bが達する最高点の水平面からの高さん [m] を求めよ。 [17 東京農大 改〕 111 (2) (3) (4)

大問2の方で、r <roより長方形を貫く全電流が0とあるのですが、なぜそうなるのかがわかりません。 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

【1】 <L813P12> 2010 長崎大学 2/25, 前期日程 医 教育工歯 水産業 環境科 次の各問いに答えよ。 試験日 問1 次の (7) から(ｴ)に適当な式または語句を入れよ。 AO 断面積 S, 長さ 巻き数Nのソレノイドがある。 ソレノイドに電流を流すと内部には, 中 心軸に平行で一様な磁場ができた。 この磁場の強さは,LL, N を用いると, である。 また, ソレノイドの内部の透磁率をμ とすると, ソレノイド内部の磁束密度B は, H, Mo を用 い ( となる。 ソレノイドに流れる電流Iが4時間に AI だけ増加したとすると, ソレノイドのひと巻きあた AI りに生じる誘導起電力の大きさは, S, I, N, を用いて, (ウ となる。 これを倍 N してソレノイド全体で生じる誘導起電力の大きさを表すとき、係数は れる。 導出過程を記入すること｡ 必要があれば,図を用いてもよい｡ とよば 【2】 <L797P22> 2010 東京工業大学 3/12, 後期日程 工 (第2類) 工(第3類) 工(第4 類) 工(第5類) クラス (A) 図1に示すように、導線を半径r[m]の円形状に一様に密にN回巻いた, 長さ入[m]の円筒 形コイルが真空中にある。 なお, コイルの長さは, 半径に比べ十分に長いものとする。 真空の 透磁率を44 [N/A}]として, 以下の問いに答えよ。 番号 中心軸 氏名 得点 70000 00 00 00 00 00 図1 1 T (a) コイルに電流 [A]を流した。 このときのコイルの中心軸上における磁場の強さを [A/ml, コイルの中心軸から距離r[m] における磁場の強さをH,[A/m]とする。 ここで, 磁気量 1WB の 磁極を, 長方形ABCD の矢印の向きに沿って動かすことを考える。 このとき, IWb の磁極が 長方形ABCD 上を一周するあいだに磁気力によってなされた仕事の値[J]は, この長方形を 貫く全電流J[A]に等しいことが知られている。 すなわちW=Jとなる。 なお、図1に示すよう に, 長方形ABCD は,辺の長さが [m] およびr[m] であり、辺ABはコイルの中心軸上にある。 以上のことから,まず, <n, すなわち辺CDがコイルの内側にある場合について考え,H, Hの比を求めよ。 つぎに,,すなわち辺CDがコイルの外側にある場合について考 え, H を入, s, r,N, I のうち必要なものを用いて表せ。 (b) このとき、巻き数Nのコイルを貫く全磁束 [Wb]は, コイルの自己インダクタンス L[田に 比例してLI [Wb] となる。 Lを共 入Nのうち必要なものを用いて表せ。 なお、このコイ ルを貫く全磁束は, コイル一巻き分を貫く磁束のN倍であることに注意せよ。

この問題の(2),(3),(4)の解説がよくわからず、 どうやって式を立てればいいか分かりません 解説よろしくお願いします💦

k pl 小球A 小球B 115 力学的エネルギーの保存■なめらか な水平面上に, 一端を壁に固定されたばね定数 [N/m] の軽いばねの他端に質量m[kg] の小 球Aが取りつけられていて, 小球Aに接して質量3m[kg] の小球Bが置かれている。 水平面は, なめらかな斜面とつながっている。 AとBが接したままばねを自然の長さ [m〕 だけ押し縮めた後, 静かに手をはなしたところばねが自然の長さになった位置 でBはAから離れた。 重力加速度の大きさをg [m/s2] とする。 (1) ばねを押し縮めるために加えた仕事 W [J] を求めよ。 (2) 小球Aから離れた直後の小球Bの速さ [m/s] を求めよ。 (3) 小球Bが離れた後, ばねの伸びの最大値 x {m} を求めよ。 (4) 小球Bが達する最高点の水平面からの高さん [m] を求めよ。 [17 東京農大改) 11

(2)がわかりません、 誰か教えてください🙏

18 図のように,速さで水平に飛んできた質量mの小球を棒で打ち返すと, 小球 は飛んできた方向と90°の角度をなす水平方向に跳ね返り, 打点から距離だけ離 れたところで地面に落ちた。 打点の高さをん, 重力加速度をgとし, 小球に対する 空気の抵抗は無視できるものとする。 g 棒 h 小球 m V 地面 IC (1) 打ち返された直後の小球の速さはどれだけか。 (2) 棒が小球に与えた力積の大きさを求めよ。 47 Os (東京電機大学)

解説の説明ではわからないので詳しく教えてください

求めよ。 重要問題 53 回折格子 1mmに500本の割合で等間隔に平行線を引いた回折格子がある。この回折 格子面に垂直に平行光線を当てる。波長入の光が強めあうのは,回折光と格子面 の法線のなす角0と入が, ある関係式を満たすときである。 1) 格子間隔をdとし, 0 および正の整数をmとして,回折光が強めあう場合の 関係式を書け｡ この回折格子で 8=0° でない角度の方向に観測できる, 最も長い波長の光 の波長は何 nm(1nm=10m) か。 (3) 030°の方向ではどのような波長の回折光が観測されるか, (1) における m=2 のときについて求めよ。 <東京学芸大 > 90 第3章 波動

リードa15ページの問題です！ 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30＝0で答えが出てこないのは何故ですか？

リード C 0,1 198N /第2章 剛体にはたらく力のつりあい 15 1964 基本問題 13. 棒のつりあい 長さ20cmで質量 1.0kg の一様 な棒ABの両端におもりをつるし, A から 7.0cmの点 Pにばね定数が980N/m のばねの一端をつけた。 ばね の他端を天井に固定して静かに離すと, ばねは10cm伸 び棒は水平につりあった。 A, B につるしたおもり km の質量 ma, me [kg] を求めよ。重力加速度の大きさをg=9.8m/s²とする。 a&№. (a) '///////// 60° A A 14. 棒のつりあい●長さ 0.60m, 重さ 60N の一様な棒 AB を,A端につけた糸でつる し力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) Fは水平 (b) カFは鉛直上向き (c) 棒 AB BL は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F [N] の大きさを求めよ。 F 7.0cm (b) . A なすように立てかける。棒のA端から 1/31 GON ↓F 980 N/m 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり,A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により, 図に示す状態で支えられている。ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 0.10m B (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分,鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ryとする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題3 16. 壁に立てかけた棒のつりあい 長さ 1[m]の軽い棒 AB を, 水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に,水平から 60°の角度を (c) '///////////// 45° l離れた点に重さ W 〔N〕 の A IC 13 130° 60° B 例題3 M60B 例題 3 60° PE, COBY B Na おもりをつるしたところ,棒は静止した。 (1)棒にはたらく鉛直方向および水平方向の力のつりあいの式と,点 Bのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てよ。 棒が壁か ら受ける垂直抗力の大きさを NA 〔N〕, 床から受ける垂直抗力の大きさをNB〔N〕 , 摩 例題 4,24

リードa15ページの問題です！！ 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30＝0で答えが出てこないのは何故ですか？

14. 棒のつりあい●長さ(a) 0.60m, 重さ60N の一様な棒 AB を, A端につけた糸でつる し,力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) 力Fは水平 (b) 力Fは鉛直上向き (c) 棒 AB Bl は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F〔N〕 の大きさを求めよ。 60° F (b) A 0.10m B 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり, A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により。 図に示す状態で支えられている。 ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分, 鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ry とする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題 3 (c) A C 130° A 60° 45° B 例題 3 30° B