物理　画像のライン部についてですが、なぜそうなるのか、なぜ分力として考えるのは間違っているのかを教えて下さい

16:40 3月30日(火) 全 33%■ 日本物理教育学会北海道支部会報「物理教育研究 Vol.42」 (2014) の反作用である.R は,通常,抗力と呼ばれる.抗力とは, えているのかも知れない.はじめは抗力だけを書くように指 先の Wikipedia の表現を借りるなら,「物体が面を押してい るとき,作用反作用の法則により,同じ大きさで反対向きの, 固体の面が物体を押し返す力」(一垂直抗力の場合にあった 導することで,このような誤解を減らせることを期待したい。 力の作用点については,高校物理では,これまではあまり 重視されてこなかった気がする.しかし,力が“どこから” “垂直な成分に対し”の部分がない)となる。 はたらくのかは,力が “何から” “何に”“どのように” 筆者が本稿で提案したいのは,高校では,現在の主流であ る最初から垂直抗力と摩擦力を別々に書く方法ではなく,面 倒でも2段階に分けて,はじめは抗力だけを書き,その次に はたらくかに負けず劣らず,正しい力の概念を形成する上で 相当重要であるように筆者は思う、垂直抗力と摩擦力の作用 点が離れているような図は,定評のある書籍類ではさすがに 垂直抗力と摩擦力に分解するという指導である。 例えば,斜面にのっている物体にはたらく力を考えるとき は,次のようになる。 見たことはないが,例えば,垂直抗カ,摩擦力,重力がすべ て同じ作用点から出発している図一 その方がベクト ルを合成するときに便利だからという理由からだろうが一 ー-ーは見たことがある1,このような図は教育的ではない ので,高校の指導では絶対に書いてほしくないと思う. 最後に,これとよく似た話を紹介してこの節を終わろうと 思う,滑らかな斜面上の物体の運動の指導の際,加速度は, 垂直抗力と重力の合力により生じると説明すべきところを 重力の斜面下向きの分力により生じるとする説明を時折見 かけるが,このような指導は不適切だからやめるべきである, との主張がある。厳格過ぎると思われる向きもあるかも知れ ないが,ニュートンの第2法則の本来的な意味を考えると, 十分背ける主張である。物理教師は,斜面上の物体の問題を 見ると,条件反射的に,重力を斜面の平行方向と垂直方向に 分解するが,度が過ぎて,最初から重力を斜面の平行と垂直 の2方向に分けた図を書いてしまうと,このような異に陥り mg 図4 抗力Rは条件や状況によって様々である。 物体が静止または等速直線運動している場合のRは,大き さが mg に等しく向きは鉛直上向き,作用線は重力の作用線 やすくなる。注意が必要である。 に重なる。 (図4) H r!日 A エ」A T! デ +1L 」 ミ1。 L!吉

外力に速さは含まれますか？（2）で力学的エネルギー保存が使える理由教えてください🙇‍♀️

扱いはむしろ一本調子だ。猛犬を手なずけ 滑らかな水平面上に質量 Mの球Qがばね定 数えのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量 mの球Pが速度。で進んできた。 (1) ばねが最も縮んだときのPの速度ひを求めよ。 (2)ばねの縮みの最大値1を求めよ。 (3) やがてPはばねから離れた。Pの速度uを求めよ。 EX P k Q roo00mO M Vo m

反発係数の式 衝突後の速度差=-e×(衝突前の速度差)についての説明文なのですが写真の「だから右辺にマイナスがつく」のところがいまいち分かりません。なぜ右辺にマイナスがつくのでしょうか？

evo High 実はuを求めるのに③, ④は必要ないんだ。 ②を見てほしい。ほら, Up-Vaは 相対速度の関係を表している(だから右辺にマイナスが付く)一記憶にと どめたいことだね。 では, Pが次に右側に当たるまでの時間は?… levo となっているじゃないか! 反発係数の式は衝突前後の つ 左に当たった後の相対速度=-e(Upーぴ)=e°vo 1 1 e°vo

問9ですが上の式のように足すだけだと2.8で答えの2.0でなくなるので解説？お願いしたいです！

Ietew受の大きさ)はそれぞれ何 m/s か。 2平面上の速度の合成 図9のように, 船が川を横切って進む場合を考 える。静水時の船の速度を[m/s], 流水の速度をひ2 [m/s]とする。 Aにいた船が,船首をBへ向けて出発する。船は流水によって下 15 側に流されるので, 1秒後には図のCではなく C' へ到達する。よって, 川岸で静止している人から見た船の速度(合成速度)び [m/s] の大きさは 線分 AC'の長さ, 向きはAから C'に向かう向きで表される。つまり = + 02 Vz 問9 流水の速さが1.2m/s のまっすぐな川を,船が川岸 に対して垂直な方向へ船首を向けて出発する。静水 時の船の速さを1.6m/s とするとき, 川岸から見た 船の速さ(速度の大きさ)は何 m/s か。 20 1.6m/s 1.2m/s [2.0m/s] 12 第1編 運動とエネルギー

【等速円運動の加速度】 青線部がよく分かりません。 「⊿v↑とv↑が垂直になる」というのが図でイメージすることが出来ません。 具体的にどういう事なのでしょうか？

VとVの始点を合わせる。 Wat Wat では、点0を中心に半径r, 速さvの等速円運動をしている物体を考えます。 物体が短い時間Atの間に,点PからP'へ移動し,速度がひからびになった とすると,物体の加速度aは1秒あたりの速度変化ですから次のように表さ れます。 a=Aレ ー V 三 Af 角速度をoとすると,ZPOP'は時間Atの間の回転角なので,watと なります。ですから図の右の部分では,ひとびのなす角もWAtとなります。 等速円運動なのでひとびの大きさは等しいですから, oAtがきわめて小さい とき,Auはuと垂直になります。つまり, vは円の接線方向なのでAvは円 の中心を向きます。したがって,加速度aも円の中心を向きます。次に加速 度の大きさaについて考えましょう。図の右の部分を, Avを弧とした扇形 と考えるとAuの大きさAuは孤度法の弧の長さを表す式より lerg AV=VWat であることがわかります。以上より,加速度の大きさaは次のように表せま す。 V Wシー r AV V 2 = roを用いて変形をした) a= (ひ ニ AFてりw =rw' r 2 Kx W- rW Point xイ 2 等速円運動の加速度 a= = ro(円の中心向き) r f> O

2枚目の青線部がもし【速度】ならばどうなっていたのでしょうか？

り(北) 80km/h D 60km/h 50km/h 40km/h A B C (西) (東) 0 (南) X

問一(2)のローレンツ力の向きがわかりません

16 2019年度 物理 |2| 辺の長さがr(bc の辺)と1(cd の辺)の,導線を曲げて作られた長方形のコイル。 る。図のようにx,y, z座標をとり, y軸方向正の向きに, 磁束密度の大きさ B0- かける。外力を加えて, コイルabcdを図中の破線で示される矢印の向きに、x輪の利。 の角速度ので回転させる。ここで,x 軸は辺 bc の中点を通り,辺bcに垂直であるとれ、 =0においてコイルの面は磁場に垂直で, cd の辺が abの辺よりも上方にある。 電極PとQは、それぞれ, コイルのd側とa側につながっている。導線の電気味、 を流れる電流が作る磁場は無視してよい。 電気素量をe(e>0)とする。以下の問い 2019年度 静岡大-後期 問3 次にスイッチSを3側につなぎ, コイルに電気容量Cのコンデンサーを直列 場合を考える。コンデンサーにはt=0において電荷がないとする。 11 (1) コイルを流れる電流を時刻tの関数として、解答用紙にグラフを描け。電流 下図中の矢印を正の向きとする。また,縦軸(電流)については最大値を明記す [解答欄) 電流 最大値 (配点 35%) 対 問1 初めに、コイルabed に接続されたスイッチSを1の位置にし、コイルには電 0 2元 4元 イ いようにした。問1では, コイルの辺 cd がy> 0 の領域にあるときを考える (1) 時刻:において, コイルの辺 cd の速さを求めよ。また,速度ベクトルと恐。 の のなす角度はいくらか。 1 (2 コイルの辺 cdの導線の中に存在する電子を考える。この電子が時刻において (2) 時刻において,コンデンサーで消費される電力を求めよ。 い ローレンツカの大きさを求めよ。また,この力の向きは次の選択肢のうちどれね。 かの記号で答えよ。 (3) この消費電力の時間平均を求めよ。 選択肢:ア):x軸正の向き,(イ):x軸負の向き,(ウ):y 軸正の向き, C 日:y軸負の向き, (オ): z 軸正の向き,(カ): z 軸負の向き) y B 3 コイルの中には電荷の分布が生じ, (2)のローレンツカとつりあう電場かハッ の電場によって生じるコイル全体での誘導起電力の大きさVを 回転方向 b V=V,|sin(wt + φ)| P と表すとき、V。とφを求めよ。 問3 (1) における電流の向き a また、電位が最も高い点は次の選択肢のうちどの点か。(ア)から(エ)の記号で蓄える X R 機 選択肢:):a, (イ): b, (ウ) : c, (エ): d} 0 -1 C O スイッチ S 1 以下の問では、コイルの辺 cd の位置はy>0 の領域には限らないとする。また。h 答えても良い(ただし、φは用いないこと)。 るい 問2 次にスイッチSを2側につなぎ、コイルに抵抗値Rの抵抗を直刃 る。 (1) 時刻tにおいて, 抵抗で消費される電力を求めよ。 (2 この消費電力の時間平均を求めよ。

問一(2)のローレンツ力の向きがわかりません

16 2019年度 物理 |2| 辺の長さがr(bc の辺)と1(cd の辺)の,導線を曲げて作られた長方形のコイル。 る。図のようにx,y, z座標をとり, y軸方向正の向きに, 磁束密度の大きさ B0- かける。外力を加えて, コイルabcdを図中の破線で示される矢印の向きに、x輪の利。 の角速度ので回転させる。ここで,x 軸は辺 bc の中点を通り,辺bcに垂直であるとれ、 =0においてコイルの面は磁場に垂直で, cd の辺が abの辺よりも上方にある。 電極PとQは、それぞれ, コイルのd側とa側につながっている。導線の電気味、 を流れる電流が作る磁場は無視してよい。 電気素量をe(e>0)とする。以下の問い 2019年度 静岡大-後期 問3 次にスイッチSを3側につなぎ, コイルに電気容量Cのコンデンサーを直列 場合を考える。コンデンサーにはt=0において電荷がないとする。 11 (1) コイルを流れる電流を時刻tの関数として、解答用紙にグラフを描け。電流 下図中の矢印を正の向きとする。また,縦軸(電流)については最大値を明記す [解答欄) 電流 最大値 (配点 35%) 対 問1 初めに、コイルabed に接続されたスイッチSを1の位置にし、コイルには電 0 2元 4元 イ いようにした。問1では, コイルの辺 cd がy> 0 の領域にあるときを考える (1) 時刻:において, コイルの辺 cd の速さを求めよ。また,速度ベクトルと恐。 の のなす角度はいくらか。 1 (2 コイルの辺 cdの導線の中に存在する電子を考える。この電子が時刻において (2) 時刻において,コンデンサーで消費される電力を求めよ。 い ローレンツカの大きさを求めよ。また,この力の向きは次の選択肢のうちどれね。 かの記号で答えよ。 (3) この消費電力の時間平均を求めよ。 選択肢:ア):x軸正の向き,(イ):x軸負の向き,(ウ):y 軸正の向き, C 日:y軸負の向き, (オ): z 軸正の向き,(カ): z 軸負の向き) y B 3 コイルの中には電荷の分布が生じ, (2)のローレンツカとつりあう電場かハッ の電場によって生じるコイル全体での誘導起電力の大きさVを 回転方向 b V=V,|sin(wt + φ)| P と表すとき、V。とφを求めよ。 問3 (1) における電流の向き a また、電位が最も高い点は次の選択肢のうちどの点か。(ア)から(エ)の記号で蓄える X R 機 選択肢:):a, (イ): b, (ウ) : c, (エ): d} 0 -1 C O スイッチ S 1 以下の問では、コイルの辺 cd の位置はy>0 の領域には限らないとする。また。h 答えても良い(ただし、φは用いないこと)。 るい 問2 次にスイッチSを2側につなぎ、コイルに抵抗値Rの抵抗を直刃 る。 (1) 時刻tにおいて, 抵抗で消費される電力を求めよ。 (2 この消費電力の時間平均を求めよ。

【物理 運動量と力積】 (2.)の問題で |0.15×30－0.15×40|=1.5 と出来ないのは何故ですか？

30m/s の速さで水平に飛んできたボールをバットで 40m/s 打ったら,ボールは前方 60°上方へ 40m/sの速さで飛 んでいった。 ただし,ボールの質量は 0.15kg,ボールとバットの 60° 接触時間は 3.0×10-3s であった。 30m/s 41) ボールの速度変化 4vを図示せよ。 (2) ボールの運動量変化の大きさはいくらか。

速さと速度、平均の速さと平均の速度は式自体はどちらも同じですか？