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Physics Senior High

至急お願いします!🙏💦 解説でよく分からない部分があるのですが、 (3)斜面を表す式はどうしてこうなるのですか? (4)右に書いてあることの意味が分かりません 図用いたり、さらに詳しくしたりして教えてほしいです🙏

6:32 l 80% VOLTE 第2章落体の運動 のここがポイント 水平方向に飛び出した小球は、 水平方向には等速直線運動,鉛直方向には自由落下をする 小球の軌道の式は時刻 /のx座標とy座標を表す2式から時刻/ を消去して求める。 斜面の傾斜角が45°なので、 落下地点のx, y座標x, yの間に =-x」の関係がある。 (1) 原点0から飛び出した後、小球は水平方向に等連直線運動をするから, 等速直線運動の式「x=ut」より時刻([s] における小球のx座標は x=bt (m) (2) 鉛直方向には小球は自由落下をするから、時刻1[s] における小球の y 軸方向の速度yは自由落下の式 「か=gt」 より, 向きに注意して“ =-gt (m s) D y軸が鉛直上向きなの っく0, y<0 であることに 意すること。 (3) 時刻[s) における小球のy座標は自由落下の式「y=ol」より - im" y= 小球の軌道の式は、①式と②式から時刻tを消去すればよい。①式より t=エ Do これを②式に代入して y=-- よって、軌道の式は y=- 20 (4) 落下地点のx, y座標をそれぞれ x, yとすると カ=ー- 2, 2 斜面を表す直線の式は yニーxである。 また,斜面の傾斜角が45° なので、y=-x」の関係がある よって ーズ=ーx 20 20。 したがって X=" g Zここがポイント 投げた位置を原点として, 水平方向にx軸を, 鉛直方向下向きにy軸をとる。 小球の運動は、 水平方 向には,初速度の水平成分 Do COs 30° の等速直線運動,鉛直方向には, 初速度の鉛直成分 osin30° の針 直投げ下ろし運動となる。 各方向ごとに速度の式, 変位の式を立ててみる。 初速度のx,y成分は 0 30° tox= UCOS 30°= Puy 30° Poy 1.0 Doy= Dosin 30°=ー (1) y軸方向には初速度 toy の鉛直 投げ下ろし運動をする。 sin 30°= 水面 /3 COs 30°=- 「y= ut+-g」より 『y 回 別解,3と方程式の カーud+ ほとんどの受験生が の公式閉じる II く - 18

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至急お願いします! (2)の途中式についてなのですが、Θは2乗しないのなんでですか?

第2章。落体の運動 19 (2) x軸方向には速度 Dor の等速直線運動をするから,「x=pt」 より V3 「h -Uo* -h g (3)着水する瞬間の小球の連度のx, y成分をそれぞれ Dr, Uy とすると 回(参考 V3 2 Vェ= Vox= ーUo ひッー Deytgluto =o+oh= 「h 0= 60 Uo よって す -ア- ()-/Tn-m ひ=Vu+u= . 3 to=V3gh 上図のように,連度びの水面 に対する角度を0とすると 3 20 73 2 tan 0=- Dょ -メ。 3、 2 2 よって 0=60° すなわち,水面に 60° の角度 で着水している。 ここがポイント 弾丸が物体に命中するには, 弾丸が x=1に達したとき, 物体と弾丸のy座標が等しくなればよい。 (4)では、そのときのy座標が正になる条件を考える。 43 (1) 弾丸がx=D1 に達するまでの時間を、とすると,弾丸は水平方向には 速度 vcos 0 の等速直線運動と同様の運動をするので 1=vcos 0·t" より =- …………の Ucos 0 鉛直方向には初速度vsin0の鉛直投げ上げと同様の運動をするので =Usin0-t'- 291 1 =usin0. 1 I参考弾丸を物体に向 2 Ucos 0 mg-分) と. けて発射する(tan 0= と、 20°cos'ol (2) (1)のときの物体のy座標 yAは =tan 0-1- 仮に重力がはたらかなければ、 必ず弾丸は物体に命中する。 重力がはたらいていても、弾 丸と物体は同じ加速度で落下 するから、必ず弾丸は物体に 命中する。 ーカーorーカー Y- Z0 cosp" YA= s であれば, 弾丸が物体に命中する。よって VA=h- (ucos 0しない? h- 2r cos?0 P=tan0-1-7cos'o" 2v° これを整理すると h0 tan 0= F+ (3) (21のとき cos0 Tア+ と表されるから, これと①式より P+h 10 to= UCOs 0 0 B D COs 0 (4)命中したときの物体のy座標が正であればよい。 tan0= >0 ムーカーバーカーキの sind= VA=h- +が COS = これを解いて v> 2h

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この問題の⑶がわかりません。

基本例題 68 薄膜による光の干渉 | 1) 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 |折率がnより大きい物質の表面につけたものが 2.0×10-3=5.0×10°本 *339,340 物 る。波長入の単色光を,屈折率1の大気側か この薄膜に入射角iで入射させた。 E 薄膜 は逆になるか。それとも変わらないか。 12)点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と,点Cで反射する先について, 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角rを用いてそれぞれ表せ。 13) 2)で,両方の光を遠方の点Eで観測したとき,暗く見えるための条件式を求めよ。 この単色光を薄膜に垂直に入射させたとき,反射光が最も弱められる場合の最 小の膜の厚さdを求めよ。 DP 屈折率n 物質 脂針 点B, 点Cでの反射はいずれも,屈折率小の媒質から大の媒質へ入射する場合なので, 位 相が変化する。強めあい·弱めあいの条件式を光路差で書くときは, 真空中(または空気中) の波長を用いる(経路差で書くときは, 膜中の波長を用いる)。(4)は垂直入射なので, r=0° 解答(1)点C:屈折率小の媒質から屈折率大 の媒質へ入射する場合なので, 反 射の際,位相は逆になる。 点B:物質の屈折率は膜の屈折率よ り大きいから、点Cと同様,反射 の際,位相は逆になる。 (3)点Bと点Cの反射で,ともに位相が逆に なるので,暗く見えるための条件式を,光 路差で考えれば 2nd cos r=( m+ (m=0, 1, 2, …) 1\ 「注経路差では 2dcosr={m+ 2/n (2) 図より 経路差 =DB+BC (4) r=0° よりcosr=1 だから, ①式より A) イD B 2md=(m+})a =DC =2d cos r 最小の膜の厚さは, m=0 より 光路差 =n×経路差 d NC- 「a よって d= 2nd= 4n =2nd cos r

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至急お願いします! 解説でよく分からない部分があるのですが、 (3)斜面を表す式はどうしてこうなるのですか? (4)右に書いてあることの意味が分かりません 図用いたり、さらに詳しくしたりして教えてほしいです🙏

第2章落体の運動 のここがポイント 水平方向に飛び出した小球は, 水平方向には等速直線運動, 鉛直方向には自由落下をする。 小球の軌道の式は時刻 のx座標とy座標を表す2式から時刻を消去して求める。 斜面の傾斜角が45° なので, 落下地点のx, y座標 x1, yの間に ハ=ーx の関係がある。 (1) 原点0から飛び出した後,小球は水平方向に等連直線運動をするから, 等速直線運動の式「x=ut」 より時刻 [s] における小球のx座標は x= Uot [m) (2) 鉛直方向には小球は自由落下をするから, 時刻t [s] における小球のy 軸方向の速度yは自由落下の式 「か=gt」 より, 向きに注意して" =-gt [m/s)] 1 y軸が鉛直上向きなの Uッく0, y<0 であることに 意すること。 (3) 時刻+[s) における小球のy座標は自由落下の式「y=→gl"」より yーーor (m" =- 小球の軌道の式は, ①式と②式から時刻tを消去すればよい。①式より x t= Do これを②式に代入して y=- g 2v0° よって,軌道の式は y=ーx 2v? (4) 落下地点のx, y座標をそれぞれ x, yn とすると リ=ーx g 20 2 斜面を表す直線の式は ソミーx である。 また,斜面の傾斜角が45°なので, yハ=ーx」 の関係がある。よって g ーズ=ー 20。 2v。 したがって x」=" g のここがポイント 投げた位置を原点として, 水平方向にx軸を, 鉛直方向下向きにy軸をとる。 小球の運動は、 水平方 向には,初速度の水平成分 Do COs 30°の等速直線運動, 鉛直方向には, 初速度の鉛直成分 vo sin30° の針 直投げ下ろし運動となる。 各方向ごとに速度の式, 変位の式を立ててみる。 初速度のx, y成分は 0 Vox '30° ¥3 Dox= U0COS 30°= 3 2 Doy Do Dox 30° Uoy 1 1 Voy= VoSin 30°3D 2 2 Uo (1) y軸方向には初速度 toy の鉛直 投げ下ろし運動をする。 sin30°=- 水面 h V3 cOs 30°= 2 「y=unt+5gr」より カー 2 別解 2次方程式F の公式より h=

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至急お願いします! (3)の水平到達距離を求める問題で、この式だとどうして答えがこんなにも違ってくるのですか?

(3切体が地上日の高さから自由詩 地表面からの物体の高さhを縦 (4) 物体の落下距離yを横軸に、 そ 36,37,38,39 基本例題9 斜方投射 地上から水平より 30° 上向きに, 初速度 20m/s で小球を投げ上げた。重力加速 度の大きさを9.8m/s° とする。 (1)最高点に達するまでの時間 [s] を求めよ。 (2) 最高点の高さん [m] と, 投げた点から最高点までの水平距離 x,[m] を求めよ。 (3) 再び地上にもどるまでの時間な[s] と,水平到達距離 x2 [m] を求めよ。 0 指針 投げた点から水平(x) 方向に等速直線運動,鉛直上(y)向きに加速度 -g の等加速度運新 をする。最高点(v,=0 の点)を境に上りと下りが対称になることに注目する。 (1)「ひ=o-gt」 をy成分について立 てると,最高点では ひy=0 より 0=20sin30°ー9.8×カ 右=1.02…=1.0s (2)「ーぴ=ー2gy」 より 02-(20sin30°)?=-2×9.8×h 26.鉛直投げ下ろし●高さ 下向きに投げ下ろした。 小球が 速さを求めよ。重力加速度の大 最高点 (Dッ=0) 20m/s 20sin 30% 「30° 27.鉛直投げ下ろし● 5.0 る気球から、静かに小球を落 が地面に衝突する速さ»(m/s よ。重力加速度の大きさを9 0 20cos 30° X1 100 X2 h= 2×9.8 =5.1m X」=20cos 30°× t」 =10×1.73×1.02=17.6…=18m (3) 対称性よりtz=2t=2.0s X2=2x=2×17.6=35m x方向には等速直線運動をするから 「x=ut」より 28.鉛直投げ上げ● 時 投げ上げられた小球が最高 る時刻な,そのときの速度 きさをgとして求めよ。 POINT 水平投射- → 水平方向:等速直線運動 + 鉛直方向:自由落下 ナ 斜方投射 水平方向:等速直線運動 + 鉛直方向:鉛直投射

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物体が壁に衝突したり、物体が衝突しあった時、衝突面に垂直でない速度ベクトルの大きさは変わらないので、鉛直方向に上がる時間と下る時間は変わらないのですか? (5)番です

27 (1) Aを原点として鉛直上向きにy軸をとる。落下するのは y=0 のとき だから,求める時間をもとして公式②を用いると も=22こうすればいづれ っかる (2) 鉛直方向の初速度を同じにする必要がある(するとAとBはいつも同じ高 0=ut, +;(-g)t? 1 g さにいる)。そこで ひ . sin a == V Vsin a =u (3) 最高点に達するまでの時間をむとすると, 公式①より t。= もとして ひ 0=u+(-g)t。 : =2 t2= g 求めると早い この間にBは右へ1の距離を動けばよいので Vu COS a = g Vu 1- 2 U Vu ひ 2 1= (Vcos a)t。=- V1- sin' a g ア V- 三 2 9 V (4) 求める水平成分を v.とする。水平方向での運 衝突直前 MV cos a = (M + m)u。 M, m 動量保存則より 止 Vcosa MV ひ,ミ M+m M M+m V-U' らで い。 COS a = Vx 直後 M+m O 0 の避 鈴直成分は A, B共に衝突前が0なので なので た 水平方向は外力がないので運動量保存は厳密に成りたつ。一方, 鉛直方向は重力が かかっているが,瞬間的な衝突では、(重力の力積が無視できるため)近似的に適用し てよい。問題文にとくに断りがなければ,瞬間衝突と思ってよい。 (5)初速ひ。での水平投射に入る。落下時間はtななので (鈴直方向によがる時間 と下りる時間は等しい) Mu (M+m)g V-u x= Uxt2=-

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教えてください、お願い致します

【7.1】(参考:教科書 p.75,4.3、解答も参照して良い。とはいえ異なる問題なので注意) 図のように、鉛直上向きにy軸をとる。時刻t=0 におい て、原点から下向きに大きさ voの初速度で、質量 m の物 体を投げ下ろした。この物体には、速さuに比例した空気 抵抗が働いている。この比例係数を6(>0)、重力加速度の y 0 初速度:大きさ vo 大きさをgとする。 (1) 速さuで落下しているときの、空気抵抗による力を表 すべクトルを図の中に"ていねいに"書け。 (2) 運動方程式を書け。 (3) 運動方程式をについて積分して、速さを時刻tの式で 速さい 重力:大きさ mg 表せ。 (4) 終端速度はいくらか。 【7.2】 質量m[kg]の物体について,時刻!=0 のときの位置と速度は,水平方向にx軸, 鈴直方向上向きにy軸をとったとき, x=y=0, =a [m/s], vy = b [m/s], であった。重力加速度の大きさをg [m/s°]として,以下の問いに答えよ。 (1) この物体に働く力のx成分とy成分はいくらか。単位を付けて答えよ。 (2) x成分,y成分についての運動方程式をかけ。 (3) (2)の結果を積分し,初期条件を適用することによって,時刻」における速度のx成分 とy成分を求めよ。 (4) (3)の結 さらに利 初期条件を適用することによって,時刻における物体の x座標とy座標を求めよ。

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