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Physics Senior High

円運動の問題です この(2)以降の問題においてなぜ向心力ではなく遠心力で考えるのか教えてください。 またできれば、向心力で考えるか遠心力で考えるかの見分け方も教えていただけるとありがたいです!よろしくお願いします。

30 力学 (5) 最高点F する必要がある。 重力で 石 28 円運動 37 A そ0 長さ1の軽くて細い糸の一端に質 量mの小球をつけ, 他端を点Aに固 定する。また,Aから鉛直下方 のところにある点Bに, 細くて滑ら かなくぎが水平に固定してある。く ぎに垂直な面内で糸を張りながら小 球を持ち上げ,糸が鉛直線となす角 を 0=60° にして, 小球を静かに放 す。重力加速度をgとする。 (1) 小球が最下点Cを通るときの速さ voはいくらか。 (2) 小球が点Cを通る直前での糸の張力 T; はいくらか。また, 点Cを 通った直後の糸の張力 T: はいくらか。 (3) 小球が点Bと同じ高さの点Dを通るときの糸の張力 Thはいくら LECTURE (1) 力学的エネルギー mg(1-lcc 3 4 3 0 F E d B D 0の m に小 最 (2) 直前は半径1 り入れて力の一 カ 5時 Th= mg D糸 わ糸 :2m を近 か。 直後は半 がⅡ (4) 小球が図の点Eに達したとき, 糸がゆるんだ。 ZEBD= α と して, sin α を求めよ。 じ高さの位 により速さ 糸がたるむことなく小球がBを中心とする円弧をえがいて運動し、 Bの鉛直上方-1のところにある点Fに達するためには, はじめの 角0はいくら以上でなければならないか。その角度を lo として, Th と同 cos bo を求めよ。 (筑波大+名古屋大) (3) 点D ギー保 s Fave for Iig School o LLden

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Physics Senior High

この大問の2、3、4が分からないので教えてください。

時限 6 光電効果に関する次の文章を読み,下の1~4に答えよ。 【思考 判断·表現) 図1のような装置で光電効果の実験を行った。実験では, 赤, 桜,緑,青の4色のフィルターを使用した。 これらのフィルターは, 表に示す波長入 [m] の光のみを通すものとする。実験の結果,電圧計で測定された 電圧 V[V) と,電流計で測定された光電流I [A]の間に図2のような関係が得られた。光の速さを c=3.0×108 [m/s), 電気素量を e=1.6×10-19 [C] とする。 数値は有効数字2桁で答えよ。 1 表に示す波長入 [m] の光の振動数 v フィルター 入 [m) v [Hz) Ev (V) [Hz]を求め,(a)に適する数を入れよ。 赤 6.1×10-7 4.9×104 2 光電管に当てた光の振動数がv [Hz) 5.6×10-7 5.4×104 のとき,陰極から放出される光電子の 緑 4.8×10-7 速さの最大値を [m/s] とする。 青 4.3×10-7 7.0×10'4 1 -mur? を満たす電圧 Ev [V] を 2 eEv= 図2より求め,(b)~(e) に適する数を入れよ。m [kg〕 は電子の質量である。 3 表の結果を用いて, v [Hz]と E, [V] の関係を解答用紙にかけ。 43のグラフから, プランク定数h [J·s] および実験で使用した光電管の陰極に使用されている物質の仕事 関数 W [eV] を求めよ。ただし,1 [eV] は1.6×10-19 [J] とする。 図1 図2 光電管 ×10-6 120 光 源光 陽極 光電子 陰極 100 80 A 電圧V フィルター 60 [A] 40 26 可変抵抗 20F 0 -2 -1.5 -1 -0.5 0 アース 電圧V(V] 青緑 澄赤 光電流 電池

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(3)からの解き方がわかりません。わかる方は教えていただけると幸いです🙇‍♀️

48滑車につながれた物体の運動[20○○ ○大] 図のように1つの定滑車と, 2つの動滑車 (1 と 2) が天井からつり下げられている。これら3つの滑車 は同一の質量 M [kg] をもつものとする。使用して いるすべてのひもは伸びず, その質量は無視できる ものとする。動滑車2の中心と床面上に置かれた質 量m」(kg]の物体をひもでつないでいる。 また, 質 量m。(kg]のおもりを定滑車にかけられたひもの端 (力点)に取りつけている。おもりの質量 m,は物体 の質量 m」よりも大きいと仮定する(m,>m,)。 図 において,T[N]はおもりをつっているひもの力(張 カ)であり, T.(N] は動滑車1の中心につけられた ひもの張力,T2 [N] は動滑車2の中心につけられた ひもの張力である。初期状態において, 動滑車2と 質量 m」の物体をつないでいるひもが,たわまず, なおかつ, 力がはたらかないように質量 m,のおも 天井 M 定滑車 M g T 動滑車1 2=0 M T」 m2 動滑車2 Tz 2 m 床 りを手で支える。この状態において,定滑車にかけたひもの端が, 鉛直下方にとった座標 2 (m]の原点(z=0m) にあると仮定する。質量m,のおもりを支えていた手をそっとは なすと,質量m,のおもりは初速度0m/s で鉛直下方に加速度 a [m/s?] の等加速度運動 を開始した。このとき,すべての滑車と物体とおもりは鉛直方向にのみ動き, 振動はしな いものと仮定する。滑車と物体とおもりの動きに対する空気抵抗は無視できる。3つの滑 車において摩擦ははたらかず, 滑車の回転に伴う回転エネルギーは無視できるとする。重 カ加速度の大きさをg[m/s°]とするとき, 次の問いに答えよ。 (1) 3つの滑車の質量 M が無視できるとき(M=0kg), おもりの等加速度運動の開始後 に,ひもにはたらく張力T, T, T,の大きさの比T:T,: T。を答えよ。 (2) 3つの滑車の質量 M が無視できるとき, おもり(質量 m。) についての運動方程式を 示せ。 (3) 3つの滑車の質量 M が無視できるとき, 物体 (質量 m,) が上昇する加速度の大きさ はおもりの加速度 aの何倍であるか答えよ。 (4) 3つの滑車の質量 M が無視できるとき, おもり(質量 m)の加速度aを求めよ。 (5) 3つの滑車の質量 M が無視できるとき, 物体(質量 m,) の底が床面を離れてから高 さ1m]に至るまでの時間t[s] を, 加速度aと高さ!を含む形式で答えよ。また, 物 体の底が床面から高さ1になった瞬間の物体の上昇速度の大きさ、(m/s] を,加速度 aを含まない形式で求めよ。 ただし, 物体が高さ に到達するまで, おもりは一定の 加速度aで運動を続けるものとする。 (6) 3つの滑車の質量 Mがおもりの質量と等しく M=m,であるとき, 動滑車1の中心 につけられたひもの張力T,を求めよ。また, 動滑車2の中心につけられたひもの張力 T。を求めよ。ただし, 質量 m,を含む形式で, それぞれ答えること。また。おもりの 加速度aを求めよ。 (3) -倍 () 4(4m2-m) mi+16m。 解答(1) 1:2:4 (2) m2a=m:g-T 2(4m2-m) V m」+16m。 22m,m。 m;+21m。 21 (5) t:2 5) (s/u) 16- 4(mg-m) m」+21m。 11(m,+ m<)m? (6) Ti: m」+21m。 -g [N), T2: g (N), a:

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