物理基礎の問題です。 解説を噛み砕いて説明していただけると嬉しいです

121. 斜めに加えられた力と摩擦力 f le 解答 (1) (2) tan≦μ mg sino-μ coso (1) 物体が受ける垂直抗力をN, 静止摩擦力をFとして、水平w :日 方向, 鉛直方向の力のつりあいの式をそれぞれ立てる。すべり出す直前 DENAU DE には,静止摩擦力は最大摩擦力となる。 (2) 物 体が受ける力の水平方向の成分の大きさが, 常に最大摩擦力以下であればよい。 解説 (1) 垂直抗力をN, 静止摩擦力をF とすると､物体が受ける力は図のようになる。 水平方向と鉛直方向のそれぞれの力のつりあ いから, F mg 水平方向: fsin0-F=0 鉛直方向 : N-mg-fcos0=0.② 式①から, F= fsino③fcose fsin 静止摩擦力は,物体が すべるのを妨げようとす る左向きにはたらく。 69

(2)の解答が解き直しの時になんとなくわかったような気がするのですが、あまり納得できていないので、1から教えて欲しいです🙇‍♀️ お願いします🙏 解答はd=0.10[m]

7 Uさんはこれまでの学習内容を実験で確かめてみようと思い、以下の実験を行った。 図1のように、なめらかな水平面上に2つの台となめらかな斜面を固定した。右側の斜面上に台車を 置いて静かにはなしたところ、台車は斜面を下った後に水平面上を運動した。 また水平面上を運動し た台車は、その後左側の斜面を上り、最高点に達した。この様子を1秒間に50打点打つ記録タイ マーでテープに記録した。 一連の運動を表1のように、 区間1~区間3の3つの区間に分けて考える。 ただし2つの斜面と水平面はなめらかに接続されているとし、台車の運動方向を加速度、および速度 の正の向きとする。また静かにはなした瞬間の時刻を0秒として、以下の問いに答えよ。 記録タイマー 台車 台 記録テープの長さ 区間 区間1 区間2 区間3 (a) 5打点ごとの記録テープ 図1 実験の様子 台車の運動の様子 右側の斜面上を加速度 4.0m/s2の等加速度直線運動している区間 水平面上を等速直線運動している区間 左側の斜面上を加速度 -4.0m/s2の等加速度直線運動している区間 表1 台車の運動の様子 O (1) 図2は記録テープを5打点ごとに切り、各区間ごとに記録した順に左から並べたもの(以下、グラフと ~③のうちからそれぞれ1つ いう)である。各区間のグラフとして最も適当なものを以下の選択肢 ① ずつ選べ。 3 36 . 記録テープの長さ . . 5打点ごとの記録テープ ☆ (2) 図2 ①中の記録テープ(a)の長さd [m〕 (図中の) を求めよ。 ☆ (③) 時刻 0.20秒から0.40 秒までの平均の速度v[m/s] を求めよ。 ☆ (4) 区間の距離 x [m] を求めよ。 ② 図2 各区間ごとの記録テープのグラフ 0.25. 1,00 物理A 2枚目 記録テープの長さ 台 4m/m 0.18 0.64-0.16 0.4 -0.2 5打点ごとの記録テープ (3 5打点 記録 テープ 0.48 0.2 0.01 lo 2.4 -0. 0 0.6

(5)(6)の解き方が全く分かりません😭 お願いします🙇‍♀️ 解答は (5)t=4√3V。sinθ/3g[s] (6)tanθ=√3/2

5 図1のように、 水平面上で水平面に対して8の角度で小球を投げ上げた。 小球の初速度の大きさをv[m/s] 重力加速度の大きさをg〔m/s2] と する。 Vosing 〇 (1) 小球が最高点に達する時刻 t] [s] を求めよ。 O (2) 最高点の高さH [m] を求めよ。 〇(2) 小球が水平面に落下する点までの水平到達距離L [m] を求めよ。 ○ (4) 角度日を何度にとると、(3) の水平到達距離が最大となるか。 必要であれば、2sincos0= sin 20 を用いて考えよ。 Vocos 次に図2のように、水平面とのなす角が30° の斜面上の1点から、小球を斜面の 上方に向かって斜面に対して角度日、初速度 v[m/s]で投げ上げる。ただし、 0° < 0 < 60°とする。 また重力加速度の大きさをg[m/s2]とする。 ☆ (⑤) 投げ上げてから斜面と衝突するまでの時間 t [s] を vo,g, 0 で表せ。 小球が斜面に対して垂直に衝突するためには、tan e の値がいくらで あればよいか。 Vo vo. 図1 8 Yosine 9 Sine. 30° 図2 d lr

(3)の問題です (2)で原点から最も遠ざかったときの時刻が5.5sと分かっています。 でも、(3)はを分からないです😭 お願いします🙏 解答は9.5[s]です！

右図は、原点 (x=0 [m]) にある物体が時刻 0s に x軸上を正の向きへ運動し始めてから6.5秒間の速 二度と時間の関係を表すv-t図である。 ○ (1) 以下の加速度 α] [m/s2], a2 [m/s2]、ag [m/s2] をそれぞれ求めよ。 ①. t = 0[s] からt=1.0〔s〕までの加速度 α1 ②. t = 1.0 [s] からt=3.5〔s〕までの加速度 az -2.0 ③②.t=3.5[s] 以降の加速度 α3 (2) 物体が原点から最も遠ざかったときの時刻 t1 [s] を求めよ。 ☆(8) 時刻 6.5秒以降も加速度 a3 で運動する場合、物体が再び原点を通過する時刻 t2 [s] を求めよ。 4 v[m/s] 4.0 0 1.0 3.5 CZ 6.5 →t[s]

(2)②の問題です。 解答はt=20[s]なのですが、その計算過程がわかりません😭 ボートの進む速さが4.0m/sならば、 80[m]÷4.0[m/s]=20[s]かなと思いましたが、流れの速さは関係ないのでしょうか？

図1のように、静水上を 4.0m/sの速さで進むボートが、川幅 80m、流れの速さ 3.0m/sの川を進んでいる。 また方角は図1 にあるとおりである。 以下の問いに答えよ。 V ○ (1) 川岸にいる人から見た船の速度(向きと大きさ [m/s]) を 答えよ。 次に川を渡るために手前の岸から向こう側の岸へ向かって船 が進み始めた。 図2のように、 川の流れの向きと船のへさき とのなす角を0とする。 このとき、 ①. 向こう側の岸へ到着するまでの時間を最も短くしたい。 船のへさきを向けるべき角日の値を求めよ。 ②.①のとき、到着するまでの時間 t [s] を求めよ。 2 西 4.0m/s 北 3.0m/s 南図 √₂ .3.0m/s 図2 80m 東 80 m

(3)で何故tanθ=ma/mg としていいのですか？？

基本例題32 電車の中の単振り子 基本問題 225,227 長さの糸の一端に質量mのおもりをつけて,これを電車の天井につるして単振り子 とする。重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 20 RIC (1) 電車が水平方向に等速度で走行している状態で, おもりを電車に対して静止させ AUNTOU たとき, 糸はどの方向になるか。 (2)(1)の状態で,単振り子を小さく振らせたときの周期はいくらか。コも向や自分 (3)次に、図のように, 電車が水平方向に大きさαの 一定の加速度で走行しているとする。 おもりが単振 動の中心にあるときの,糸と鉛直方向とのなす角を 0 とすると, tan0はいくらか。 SL (4) (3) での単振り子の周期を, l, g, a を用いて表せ。 解説 (1) おもりに慣性力ははたらかな いので、糸は鉛直方向となる。 99 (1) (2) 電車は等速直線運動をして 指針 おり, おもりに慣性力ははたらかない。 したが って, 単振り子の運動は、電車が静止している 場合の状況下のものと同じである。 (3) (4) 電車は等加速度直線運動をしており, 電 車内から見ると, おもりには糸の張力 S,重力 mg, 慣性力 maがはた らく。 これらのつりあう 位置が,単振動の中心と なる。 重力と慣性力の合 力は, 鉛直方向から 0傾 いた方向になり見かけ の重力mg′ がその方向 にはたらくとみなせる。 mg' mg ma S. a B.1A (1) 10: (2) ⇒ 7 (2) 単振り子の周期Tは, T=2^ g (3) 糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力maの3力が つりあう位置が単振動の中心となる。 ma tane= mg g (4) 見かけの重力加速度の大きさ g' は, a 0 (E) 求める周期をTとする。 T' は, (2) の T の式 C でg を g′に置き換えて求められる。 Links T 1 T'=2π^ = 2π √g²+ a² JELD_g'=√g²+ a²

この問題の答えと解き方を教えていただきたいです

質量Mの太陽のまわりを回っている質量mの小惑星がある。 図のように,この 小惑星および地球の公転軌道は円とみなすことができ, その公転半径はRP, RE である。 ケプラーの3法則および万有引力の法則を用いてつぎの問いに答えよ。 ただし、太陽の万有引力のみを考慮し、他の惑星の影響は無視してよい。 万有 引力定数をGとする。 ケプラーの3法則はつぎのとおりである。 第1法則: 惑星は太陽を焦点とする楕円軌道を描く。 第2法則: 惑星と太陽とを結ぶ線分が単位時間に掃引する面積(面積速度) は惑星の軌道上あらゆる点で一定である。 第3法則: 惑星が太陽のまわりを回る周期の2乗は, 楕円軌道の長半径の3 乗に比例する。 その比例定数は惑星によらず 一定である。 (a) 小惑星の速さ VoをG, M, Rp で表せ。 〔A〕 図のように質量m', 速さVの小物体が 小惑星の軌道の接線方向から飛んで来 て、点Pで小惑星に正面衝突して一体 となった。 小惑星の公転の向きは変わら なかったが, 小惑星の公転軌道は楕円となった。 近日点における太陽との 間の距離は地球公転軌道半径RE に等しく, 遠日点における太陽との間の 距離はもとの公転軌道半径RPに等しかった。 つぎの問いに答えよ。 (b) 衝突直後の小惑星の速さ, um, m', Vo, V を用いて表せ。 (c) 衝突後,太陽からの距離にあり、速さVで楕円運動している小惑星の力 学的エネルギーEをm, m',r, V, G, M を用いて表せ。 ただし, 位置エネルギー は無限遠方をゼロとする。 m'V' 小物体 Rr P(遠日点) 地球 RE 太陽 近日点 Vo m 小惑星 (d) 小惑星の近日点における速さと遠点における速さとの比um/mを求めよ。 (e) uG, M, RE, Rp を用いて表せ。 〔B〕 RP が RE の3倍であるとき, つぎの問いに答えよ。 ただし、1年は3.14×10秒 地球の公転軌道半径は1.50×10km とし, 有効数字2桁で答えを求めよ。 (f) 遠点における小惑星の速さは,衝突前の小惑星の公転速度Vの何倍 であるか。 また, は秒速何km か (g) 衝突後,小惑星が最初に近日点にやってくるのは何年後か。 〔東京工大〕

何故、マーカー部分のように言えるのですか？ 図の摩擦力の部分は、 なぜ静止摩擦力なんですか？ 動摩擦力の時はないのですか？

基本例題27 慣性力 ENT REM 水平面上に台車があり, 台車の上に質量m[kg]の物体を置く。 台車と物体の間の静止摩擦係数をμ,重力加速度の大きさをg [m/s²] として,次の各問に答えよ。 X (1) 台車が右向きに加速度 α 〔m/s']で運動している。 台車上 指針 台車上から見ると, 物体には重力, 垂直抗力, 静止摩擦力, 慣性力がはたらいている。 加速度を大きくし, すべり出す直前になったとき, 静止摩擦力は,最大摩擦力となる。 解説 be hun から見たときに物 から見たときに物体にはたらく力を図示せよ。 また, 摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 加速度を徐々に大きくすると, 物体は台車上をすべり出す。 物体がすべり出すのは, 加速度がいくらよりも大きくなるときか。 (1) 台車上の観測者 から見た物体にはた らく力は、図のよう に示される。 慣性力 の大きさはma 〔N〕 で,その向きは観測者の加速度と逆向きである。 台車上の観測者から見ると, 物体は静止してお り、力がつりあっている。 静止摩擦力の大きさ 慣性力 ma 重力 垂直抗力 静止摩擦力 基本問題 207, 208, 209 d (2) すべり出す直前, m をF〔N〕 として, 水平方向の力のつりあいの式 を立てると, 310. F-ma=0 F=ma〔N〕 静止摩擦力は最大摩 擦力となる。 鉛直方 向と水平方向のそれ ぞれの力のつりあい KOR から, 鉛直 : N-mg=0 水平: μN-ma=0 式①から, N=mg μmg-ma=0 ma mg AN μN ...1 ・② これを式 ② に代入し, a=μg[m/s²] tots |

⑷の問題です。 答えがg(ucosθ-sinθ)では間違いですよね？ (物体が進んでいる方向を正とするため) 教えてください🙌🏻

6 『斜面上の物体』 傾きeの斜面の下端から質量がmの物体を初速度ですべり上 がらせた。 物体と斜面との動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさを ⑨として,次の問いに答えよ。 (1) 物体にはたらく動摩擦力はいくらか。 0 (2) 物体の加速度を、斜面下向きを正として求めよ。 (3) 物体が最高点に達するまでにすべる距離を求めよ。 (4) 最高点に達した物体が、 斜面をすべりおり始めた。 このときの加速度を求めよ。 (5) もとの斜面の下端に達したときの物体の速さはいくらか。

外力と静電気力は同じ大きさで逆向きとありますが、なぜですか？

神が大切。 一方,静電気力は外力と同じ大きさで逆向きなので, そ の仕事は外力の仕事と符号が逆になる。 2はこのことを表 している。 外力 00 (1 移動 UN AT 静電気力