オレンジの線のところがなんでそうなるのかが分かりません。

㊙ 33. 円錐振り子 5分 図のように,長さLの質量が 無視できる棒の一端に質量mの小球をつけ, 固定さ れた点0に棒の他端を取りつけた。 棒と鉛直方向の なす角度は0(0>0) であった。 棒は点0を支点とし て自由に運動することができ, 小球と床の間の摩擦は 大 無視できるものとする。 小球に初速度を与えると, 床に接した状態で角速度 床 @ 0(支点) 0 OF T ま TN om 小球 Img ③の等速円運動をした。小球にはたらく棒からの力の大きさをT,床からの垂直抗力の大きさを N, 重 力加速度の大きさをg とすると, 小球にはたらく水平方向の力については, Tsin0=mw2Lsin O > I 工 が成りたつ。 また, 小球にはたらく鉛直方向の力については, Tcos0+N=mg 0 が成りたつ。 小球に大きな初速度を与えると,小球は床から離れる。小球が床から離れずに等速円運動するの 最大値 ω を表す式として正しいものを,次の①~⑦ のうちから1つ選べ。 45 ① g g ③ g gcoso +9 ④ Lcos o Lsin V Ltan L (5) g sin ⑥ gtan O ⑦ g L L √ L 人 2021 追試〕

オレンジの線のところがなんでそうなるのかが分かりません。

㊙ 33. 円錐振り子 5分 図のように,長さLの質量が 無視できる棒の一端に質量mの小球をつけ, 固定さ れた点0に棒の他端を取りつけた。 棒と鉛直方向の なす角度は0(0>0) であった。 棒は点0を支点とし て自由に運動することができ, 小球と床の間の摩擦は 大 無視できるものとする。 小球に初速度を与えると, 床に接した状態で角速度 床 @ 0(支点) 0 OF T ま TN om 小球 Img ③の等速円運動をした。小球にはたらく棒からの力の大きさをT,床からの垂直抗力の大きさを N, 重 力加速度の大きさをg とすると, 小球にはたらく水平方向の力については, Tsin0=mw2Lsin O > I 工 が成りたつ。 また, 小球にはたらく鉛直方向の力については, Tcos0+N=mg 0 が成りたつ。 小球に大きな初速度を与えると,小球は床から離れる。小球が床から離れずに等速円運動するの 最大値 ω を表す式として正しいものを,次の①~⑦ のうちから1つ選べ。 45 ① g g ③ g gcoso +9 ④ Lcos o Lsin V Ltan L (5) g sin ⑥ gtan O ⑦ g L L √ L 人 2021 追試〕

Point4の所で上の方で矢印が内側に向いているのに「伸び」と書いているのがしっくりこないのですがどう考えればいいのでしょうか？🧐

(2) 弾性力は, ばねに 「セリフ」 を言わせよ 伸び縮みしたばねが,もとの長さ(自然長) に戻ろうとしてはたらく 力が弾性力だ。 ばねの弾性力の大きさF〔N〕は, ばねの伸び縮みの大きさ x[m] に比 例する。 これをフックの法則という。 F=kxx このときこの比例定数k [N/m] をばね定数とよぶ。 ばね定数とは, ばねを1m伸ばしたり縮めたりするのに要する力だよ。 よって, kが大 きいばねほど硬いばねとなるね。 ここで,問題だ。 次のすべてのばねとおもりは,それぞれ同一のも のとする。 このとき, ばねの伸びが大きいのは次の(A)と(B) のどっち? 0000000 0000000 そして,次に,おもりに注目して力のつり合いを考えると, (A)のおもり kx=mg (B)のおもり(どちらでもよい) kx=mg よって,XA=XBとなるのだ。 よって, (A)と(B)のばねはどちらも同 じ伸びなのだ。 ちょっと引っかけ問題だったかな。 ウーン, それでもやっぱり (B)のほうが両側から引いてい るから,伸びが大きくなるように思えるなあ。 じゃあ、こう考えたらどうだろう。 つまり 「(A) の壁と (B) の左側 のおもりは同じ役目をしているのだ」 と。 (A) の壁のつけ根の力のつ り合いの式は,F=kx=mgとなって, mgと同じ力をばねに与えて いるだろう。 弾性力で大切なのは, ばねを見たら伸び縮みを未知数として仮 定して,そのばねについている物体に関する式を立てて, 仮定した xの値を求めるというやり方なんだ。 (A) (B) う~ん。 (B)のほうが2つのおもりで引かれているから, 2倍の伸びになっているのかなあ~。 一見そう見えるよね。 でもあくまでも基本に忠実に力を書いてごら ん。 それぞれのばねの伸びを A, B と仮定することが大切だよ。 伸びxと仮定 F kx 0000000 (A) 伸びx と仮定 0000000 kx kx Ekxs img mgmg (B) POINT4弾性力 kx 伸びx kx 0000000000 /kx 縮みx ばねには必ず 伸び縮みの 「セリフ」 を書 き込め! kx

A、Bのおもりで、同じ次元で考えているのに、どっちが正で、どっちが負というふうにわけてもいいのはなんでなんでしょうか？

11 軽い定滑車に軽い糸をかけ,その両端に質量がそれぞれ ma, mB [kg] (mm) のおもり A, B をつけて静かに手をはなす。 重力加速度の大 きさを g 〔m/s2] とする。 (1) おもりの加速度の大きさ a 〔m/s2] を求めよ。 (2)糸がおもりを引く力の大きさ T [N] を求めよ。 解答 (1) ma-meg[m/s2] 2m AMB (2) -g [N] ma+mB ma+mB (解説) A B (1)m>m なので, おもり A は下降し, Bは上昇する。 糸が A を引く力とBを引く力の大きさは,同じである。 A,B にはたらく力は図のようになる。 A については鉛直方向下向きを正, B については鉛直方 向上向きを正とする。 A,B それぞれの運動方程式は次のようになる。 A:maa=mag-T 正の 向き a↑ meg 正の T 向き A Imag B:mpa=T-mg ①式+ ② 式より (ma+mz)a=(ma-m)g よって a= ma-msg[m/s2] ma+mB (2) ②式xm-①式×m より 0=-2mmBg+(ma+mB)T 2m AMB よってT= ma+mB -g [N]

⑷の解き方がわかりません💦 教えてくださいお願いします🙇

必解 44. 〈摩擦のある回転台上の物体> 水平面で回転できる回転台があって,回転台水平面上の回転中心を点とする。質量m 〔kg〕 で大きさの無視できる物体Aを,回転台上で点からlo 〔m〕 の点Pに置く。 物体と回転台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、次の問い 答え (1) 回転台が回転していないとき,Aにはたらいている力を図によって示せ。 (2) 回転台を角速度 ω [rad/s] で回転させる。 Aが点Pですべらないで回転台とともに回転 しているとき,Aにはたらいている力を, 回転台上でともに回転しながら観測するときと 回転台の外で観測するときとで,それぞれどういう力が観測されるか, 図によって示せ。 (3) 前問(2)の状態からωを徐々に上げていったら, w=wo [rad/s] でAが点Pからすべりだ した。μをlo,g, wo を使って表せ。 (4) 長さ 〔m〕のつる巻き状のばねがあって、これにAをつるすと長さが1〔m〕に伸びる。 ばねの一端を点0につけ、他端にAをつけて回転台に置いた。 ばねの長さが〔m〕に伸び ているとき,Aが回転台上をすべらないで回転できるの大きさの範囲を答えよ。μは1 より小さく, ばねと回転台の摩擦はないものとし、また、ばねの質量は無視できるものと する。 [ 福島県医大 〕

物理の力学についてです。 張力が働くか、働かないかわかりません。 下の図で赤矢印の方向に張力は働かないのですか？ 糸の両側から働くのではないのでしょうか？

T C a at 4 % A m TTITLE B 糸 AM tim

物理の運動方程式の問題です。 下の問題の（2）についてですが、解答にはBについて、 Xを下向き正としていました。 これは上向きを正としても問題ないのでしょうか。 どうして下向きを正としているのかが分かりません。 分かる方教えてください。

チェック問題 1 運動方程式の立て方 右の図のように,傾き0が 自由に変えられる板の上に質 量Mの物体Aを乗せ, 軽い糸 でなめらかな滑車を通し質量 mのおもりBをつるした。 物 体Aと斜面との静止摩擦係数 M A をμo,動摩擦係数をμとして, 次の問いに答えよ。 標準 10 分 m B (1) 8 = 0 つまり板を水平としたとき, Bは下降した。 その加 速度の大きさを求めよ。 (2)002 のとき,Aが斜面下方へすべり始めた。 μ を求めよ。 (3)001のときのBの上昇加速度の大きさを求めよ。

問2以降がわかりません。教えてください！

5 144 9. 次の文章を読んで各問に答えよ。 図のように、傾斜角 9 の粗な斜面が水平な台車 の上に固定されている。 まず、 台車を動かないよ si 10. 図 A うにして、斜面上のA点に質量mの物体を静かに B 質量 滑 E 置くと、物体はすべらずに静止した。 次に、斜面 OC に沿って下向きに、無視できるほど小さな初速度 U limk 1 を与えると、物体は速さを増しながらすべり続け、 I IN A点からs」だけ離れたB点を通過した。 物体と斜面との間の静止摩擦係数をμ(ただし <1とする), すべり摩擦係数をμ'重力加速度の大きさを9とする 問1.(イ) 傾斜角 0の満たすべき条件を求めよ。 (口) B点での物体の速さを求めよ。 [n] (1) 大人 物体がB点を通過する瞬間に、台車をある一定の加速度αで図の矢印の向きに、水平 に動かし始めた。 すると、 物体はしばらく斜面上をすべりつづけた後、 C点で静止した。 B点とC点との間の距離はs2であった。 この結果に基づいてαを求めてみよう。 (8) 台車上に静止した観測者から見て、斜面上の物体がどのように運動するかを考えるこ とにする。この観測者は、ある見かけの力が物体に働いているように見える。 SSNASANSADO (2) ( 問2. (注) (イ)~ (ハ)は記号αを用いて答えよ。 (イ)この見かけの力の大きさ、方向、向きを述べよ。 (2) (口)斜面から物体に働く垂直抗力の大きさを求めよ。 ( (e) (八) 物体がB点とC点の間をすべっているときの、斜面に沿う加速度を求めよ。 ただし、斜面に沿って下向きを正とする。 (=) αの大きさを求めよ。 台車の加速度をさらに大きくしていくと、 C点に静止していた物体は斜面に沿って 上向きにすべり始めた。 問3. 物体が上向きにすべりだすための、 台車の加速度の下限を求めよ。

⑵バネの長さが最大の時とバネをl縮めた地点でのエネルギー保存の法則を使ってはダメなんですか？

例題 23 3 力学的エネルギー 10 質量Mの板をつけたばね定数 んの軽いばねがある。 この板に質 量の小球を押しつけ, ばねを M m Imm だけ縮めた後, 手を放した。 重力 huz 7 ほん 加速度の大きさをg とする。 ただし,面はなめらかで, ばねが自然 長に戻ったとき, 小球は板から離れる。 m (1) ばねが自然長に戻ったときの小球の速さを求めよ。 2, <(2) 小球と離れた後, ばねの伸びの最大値xはいくらか。 ma (3) 小球が高さんの台上にすべり上がるための1の条件を求めよ。 2. 解面はなめらかであり, 仕事をする力が重力と弾性力だけなので力学的エネ ルギーは保存される。 (1) は (板と小球) の速さなので 2 ½ kl² = 1½ (m+M) v² £ŋ_v=1 k m+M (2) ばねの長さが最大のとき, 板の速さは一 瞬0になる。 1175) 1½ Mv² = 1½ k x2 最大 kx² ひ M M . x=v k m+M (3)右図において 12mu=12mo+mgh ここで 12 で/1/mo≧0なので 12m-mgh≧0となり,問(1)の結果を代入して k 1m (1√ m² + M 2 - mgh ≧0 2(m+M)gh k 自然長 v h (位置エネルギーの基準) -47- 基 92 3gc g g

なぜmではなく4mなのですか？ 弾丸のことではないのですか？

147 木材への弾丸の打ちこみ 図のように, 質量 3m 弾丸 の木材が水平でなめらかな床の上に置かれている。 この木材 木材 Vo に大きさの無視できる質量mの弾丸を速さひ で水平に打ち こむ。 木材は打ちこまれた弾丸と同じ向きに動きだし やがて木材と弾丸は一体となっ て動いた。 弾丸が木材にくいこんでいくときに, 重力の効果は考えなくてよく,弾丸と 木材との間にはたらく力の大きさは一定とし, その大きさをFとする。 (1) 弾丸が木材の中で止まって一体となって動いているときの速さを求めよ。 (2) 弾丸が木材に入り始めてからその中で止まるまでの時間を求めよ。 (3) 弾丸が木材の中で止まるまでの間に失われた全力学的エネルギーを求めよ。 また, 弾丸が木材中を移動した距離を求めよ。 [21 法政大 改] 134,135