力のモーメントです (2)(3)の力のモーメントの式の立て方がわかりません 教えてください！！🙇

練習問題 112. (直方体の回転) 図1のように,質量 m で密度一様な直方体が、 あらい水平な床の上に置かれている. 辺 AB,AD の長 さはそれぞれ 2a,2b である.ただし, a <bであるとする. 底辺 DT がすべらないようにして,上辺 AQ の中点Pに,辺 AQと直角に大きさFの力を水平方向に加え,図2のようにつりあいを保ちながらこの直 方体をゆっくりと傾けていく.さらにF = 0 となった時点で,加える力の向きを水平方向から鉛直上向き に変え、側面 ADTQ が床につくまで引き続きゆっくりと倒した。図3はその途中の様子を示したものであ る。 底面 CDTS と床のなす角度を0,重力加速度の大きさをg として,以下の問いに答えよ. (1) 角度が0=0となったとき,加える力の大きさが F=0 となった.このときの tan lo を求めよ. (2) 000 <0の範囲にある場合の F を 0 の関数として表せ. (3) 0 が 6 < 0 < 90°の範囲にある場合のF を 0 の関数として表せ. F T Q 床 図 1 P AI D R B ・2a・ S F A 床D O B 図2 (0<0< 0) F A 床 B D C 図3 ( 8 < 0<90°)

時間についてなかなか理解出来ません。そもそも図がないのでt=t(0)の時、音源や音波はどういう状態なのか、なぜ、tをt+t(0)とみなせるのか。教えていただければ幸いです。

Ⅰ. 次の文の空所 速さを Vとする。 あ にあてはまる数式を,解答用紙の所定欄にしるせ。ただし、音の 図のようにばね定数kの軽いばねの一端を天井に固定し、 もう一端に質量mのスピ カーをつないだ。 スピーカーは周波数の音波を発している。 つりあいの位置から真 下に D だけばねを伸ばした位置から静かにスピーカーを離したところ, スピーカーは鉛 直方向に単振動をした。 スピーカーが単振動を始めた時に発した音波が床に達した時刻を t=0 とすると, それ以降スピーカーの真下の床で聞こえる音波の周波数fは. f= あのように時間変化した。 ただし, スピーカーは音波を発していてもいなく ても同じ単振動をする。 また, D はスピー カーから床までの距離に比べて充分に小さい とする。 天井 ばね スピーカー A l l l l l l l l l l l l l d

(2)で、向心力をSsinθとして計算していますが、mgtanθが向心力として等速円運動していると考えて計算してもいいのでしょうか？教えてください🙏

例題1 円錐 右の図のように、軽い糸の端に質量mの小さなおも りをつけて振り子をつくり, おもりを水平面内で等速 円運動をさせる(このようなものを円錐振り子という)。 糸の長さをL,糸と鉛直線とのなす角を0として,次 の問いに答えよ。ただし,重力加速度の大きさをg, 円周率をとする。 (1) 糸がおもりを引く力の大きさSはいくらか。 (2) 等速円運動の周期Tはいくらか。 指針 して円の中心方向の運動方程式をつくる。 解 (1) 図のように,おもりにはたらく力を円の中心方向 (水平方向) と, それと垂 の2カ 直な鉛直方向に分解して考える。糸がおもりを引く力と重力 の鉛直方向の成分はつり合っているから, 鉛直上向きを正として Scost-mg=0 向心力としてはたらく力を考え,これに着目 ….... ① (2) 3mgとの合力は円の中心を向いており, おも りが等速円運動をするための向心力となっている。 この合力の大きさはこの水平方向の成分 Ssine に 等しい。 これより, 等速円運動の運動方程式は,円 運動の半径を , 角速度をωとして, mrw²=Ssine ...... ② また, r = Lsin0 となるので,これと式 ①, ② より よって, w= 答 (1)S= よって, S= w²== g Lcos したがって,T= mg cose mg coso 2π W (2) T=271 Lcose g n~/ L cos0 g g Lcose Š 0 Ssine m Scost m omg

物理基礎の問題です。回答は配信されているためわかるのですが、解説がないため理解することができません。四角の2からわからないため、できるところまで教えて頂きたいです。お願いいたします。

第1問 以下の文章を読み, 解答番号 1~8 にあてはまる最も適当なものをそれ ぞれあとのa~eのうちから一つ選べ。 図1に示すように,長さL 〔m〕 の軽い糸の一端を天井に固定し、もう一方に質量 [m[kg]のおもりを取り付けた。さらに天井に固定した糸の位置から鉛直下向きに長さ 1/23L 〔m] の位置で釘を取り付けた。なお、重力加速度の大きさをg 〔m/s'] とする。 糸がたるまないようにして鉛直下向きから角度 0° で静かにおもりをはなした(ただし, 3 cos do とする)。この瞬間に糸にかかる張力の大きさは1 [N] である。また,糸が 釘に触れる直前のおもりの速さは2[m/s] となる。 1 2g(1-coso) mg cos Oo 糸が釘に引っかかった瞬間におもりの回転中心が変わった。 この瞬間のおもりの高さを 20 とおくと, 釘に引っかかった後に初めておもりの速さが0になる高さは3 [m] で ある。 おもりの速さが0になったときに釘とおもりの間の糸が鉛直下向きの方向となす L (i-cosθo) 角度を 01 とおくと, cos 01 の値は4であり,このときの糸の張力の大きさ T 〔N〕は cos 00-1 T 5 [N] となる。 さらに糸から釘が受ける力の大きさは6〔N〕 となる。 2T sin つぎに、糸が釘に引っかかってからある角度 02 (0) <02 <01)になった瞬間におもり から糸が切れた場合を考える。この瞬間のおもりの速さは 7 〔m/s]であり、糸が釘に 引っかかった瞬間のおもりの高さを0とおくと, o = 60°, 02=30°であれば、おもりが (1+200302-3cos00) 最も高い位置に到達するときの高さは8[m]となる。 5-2132 8 3m (costo-1) 2 m L 00 図 1 1 ・L 3 釘

大門6.8.9.の解説お願いします。大門９の【1⠀】ほ分かります。 答えは 6:67L 8:2,2ｇ 9:【2⠀】1,8ｇ 【3⠀】90% 【4⠀】100ml です。

|6| メタンCH44.8gが完全燃焼したとき消費された空気 か。ただし,空気の組成(体積比 )は は,標準状態で何L とする。 N2O2=4:1

この問題が解説読んでもわかりません なぜ⑤ではダメなのでしょうか

さらに,Bさんは、図4のように、質量がMで、仰角が0である斜面をもつ三 角台と,質量 m の小物体を用意し,以下の【実験2】を行った。 mglsin=12/21w28/1/2mv2 0 E m 小物体 Usint. M $250 三角台 図 4 V₁ + V = 0 mu + MV = 0 [④] 【実験2】 三角台を水平な床に置いて手で支え, 三角台の斜面上に小物体を静止さ せる。 小物体と三角台から同時に手を放したところ, これらは運動を始め いた。 0= max MX Coso 物理 床 小物体が斜面上を、斜面に沿った向きに長さℓだけすべりおりたときの小物体の 三角台に対する速さはvであった。 床に平行で,図4の右向きを正として軸を, 床に垂直で図4の鉛直上向きを正としてy軸をおき,床に対する小物体の速度の , 成分をそれぞれひとし, 床に対する三角台の速度をVとする。 ただし,速 度の水平成分は図4の右向きを正とし, vx > 0, vy < 0, V<0である。 また, 重 力加速度の大きさをgとし,空気の抵抗とすべての摩擦を無視する。 問4 【実験2】において, 小物体が斜面をすべりおりる前後で運動量保存則が成り 立つことを用いて得られる関係式として正しいものを、次の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 12 v cose + V = 0 mucose + MV = 0 - 15 - ③ mux + MV = 0 ⑥muy = 0

(2)の解答の赤く囲んだところがよく分かりません…

実戦 基礎問 可動台上の物体の運動 次の文中の 図に示すように、 傾き角0の斜面をもつ質 量Mの三角台を水平面上に置いた。 三角台 は固定されておらず, 水平面上を自由に動く ことができる。 静止している三角台の斜面上で,質量mの小物体を静かに放して滑らせ 24 ひ 小物体m 52 ] に適する式または語句を記入せよ。 た。 水平面および三角台の斜面はなめらかであるとし,重力加速度の大きさ をgとする 小物体が斜面上で高さんだけ滑り降りたとき, 小物体の三角台に対する相 対速度の大きさをv, 三角台の水平右向きの速さを Vとすると, この過程で (1)で,運動エネルギーの増加量は (2) (2) が成り立つ。 の位置エネルギーの減少量は (1) である。 力学的エネルギー保存の法則より、 また、水平方向では外力が働かないから, 水平方向の (3) (4) = 0 が成り立つ。 る。 これより, が保存され 3230 M=m とすると,これらの式より, vを sin0, g, h を用いて表すと (5) となる。 (岡山大) 斜面 三角台 M 13 ●観測者と保存則 加速度運動をする観測者から見ると,運動 の法則が成り立たないことを学んだ(→参照 p.26)。 精講 力学的エネルギー保存の法則および運動量保存の法則はともに、この運動の 法則に基づいて導かれたものである(→参照 p.36~45)。 したがって,加速度 運動をする観測者から見ると,これらの保存則も成り立たない。 14-15 2つの保存則が成り立つのは,原則的に、地上で静止している観測者および 等速度運動している観測者から見た場合である。これらの観測者(座標系)を慣 性系という。 Point 19 力学的エネルギー保存の法則, 運動量保存の法則 慣性系で成り立つ 解説 (1) (2) 小物体の台に きさはそれぞれ 平面に対する小 鉛直方向下向き 電話 保存則は地面に対する速度で立てる。 (月) V はじめ、系の運 題意より, V (3) 系に働く (4) (3)より, 1 mgh=12 0=mvx (5) M=mを ④式よ 02/12/20 ²2 (1) (3)

(2)の解説して欲しいです

図のように、水平面と傾斜角(0<a<)をなすzy平面上を運動する 質点を考える。重力加速度の大きさをgとし,質点とæy平面との摩擦はない ものとして 次の問いに答えよ. (1) 原点Oより質点を初速 ひでy軸方向へ発射した.このとき, 質点が上 がりきる位置のy座標およびそれまでに要する時間tを求めよ。 B[0<B<1/] D) 2 (2)次に、原点Oより質点1をxy平面上でx軸と角度 80 <8< 方向へ初速で発射した.このとき、xy平面上で質点1が再びｪ軸に戻 るまでの時間と軌跡の式を求めよ.もをなかせ (3) zy平面上の点P(πoyo) (x>0,yo>0) から別の質点2を上記(2) の 質点1の発射と同時に自然滑降させて2つの質点を衝突させたい。そのた めには, so yo がどのような条件を満たさなければならないか。 20 ひ y - P(xo, 30) X a

2番のグラフどうやって書いてるのか教えてください

単振動は,円周上を 回る点と対応させる とわかりやすいね。 (→下の「参考」) 3 正弦波の発生 波源が単 振動をする場合,図5に示す ような波が発生する。 ばいしつ 波源の単振動は周囲の媒質 に伝わり, 各点は波源よりも 遅れて単振動を始める。 その 振幅と周期は,波源の単振動 の振幅と周期に等しい。 つら 振動する媒質の各点を連ね はい た線を波形といい, 同図の wave form ような波形 (平らでない部分) せいげんは をもつ波を正弦波 という。 sinusoidal wave このように, 単振動している 波源からは正弦波が生じる。 P₁ P₁ 図5をもとにして, 時刻 1/27における波 形のグラフをかけ。 P₂ PPPP6P7P8 問2 図5 正弦波の発生 水平に張ったひも の端P を周期Tの単振動と同様に振ると きの波形を 時刻0から8分の1周期ごと に表している。 図の波形 (平らでない部分) ぱいぱんきょくせん のような曲線を正弦曲線という｡ 一定の速さで円周上を進む とうそくえんうんどう 運動を等速円運動という。 等速円運動と単振動 coloc 78 Loloo 時刻 0 単振動 18 ²T calco T ○ T T G l fellel feelle feelle feeeee fullle Po P₁ P2 P3 P4 P5 P P HIN WITH P 14 TM 5 15 10時間 (周期) T〔s] 波の V= 経 となる。f=1 波の要素 20 c波の表し 波の要素 波形の最も高レ 低い所を谷と 深さ trough しんぶく 振幅に一致す かん amplitude あう山と山の間 ink ニメーション 分の長さ(<) 山や谷が進む速 v=fi [m/s] 波の速さ 振動数 (fr f [Hz] 正弦波 2波のグラフ y-x図という｡ る, 時間 t と媒質 (a 問3 時刻 0 変位 y[m〕 プ y[m〕4 0 y [m〕

この問題の（3）で物体の位置が解説の図3のようになる理由が分かりません。 どなたか教えて下さい

(5.00 226. 凸レンズと凹面鏡■ 図のように,焦点距離 20cmの凸レンズと焦点距離20cm の凹面鏡を, 光 軸を一致させて40cm はなして固定する。 レンズの ◯ 右側 10cmの位置に,大きさ 2.0cmの物体を置く。 次の各場合について, 像の位置, 大きさ, 実像か虚 像か,正立か倒立かを答えよ。 BO -40cm- factor Je 30th T BO=(3843 X 1.0 20 DENPA (1) レンズがなく凹面鏡だけの場合。 (2) 凹面鏡の像をレンズを通して見る場合。 E X (3) 物体を直接レンズを通して見る場合。 れ K (17. 龍谷大改) SONU 物体 (15. 筑波大改) 10* 10cm 20 第Ⅲ章 波動