高校1年物理【力学的エネルギーの保存の法則】です。 式は合ってるんですけど、どうしたら答えが、v=√2ghになるのかが分かりません。 どうしても、v=√ghになります。

(6) 滑らかな斜面の上端で物体を静かに放すと,物体 は斜面を下った後, 滑らかなループに沿って一回転 した。重力加速度の大きさをgとする。 h B h A 5 0 ループの最下点Aに達したときの瞬間の速さ を求めよ。 0+ mgh= tmer? t 0 土ザ yoh 2:28h び:gh 2 2 ループの最高点Bを通過するときの瞬間の速 さを求めよ。

2番の下線部の解説いただきたいです。 また、円半周を通過するには、v>0、N≧0と 暗記していていいものですか？ 暗記せずとも理解できる方法があればお願いします。

ループ式ジェット·コ 鉛直面内での円運動 けて,質量m[kg]の小物体を大きさo[m/s]の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。重力加速度の 物理 基礎 物理 》122|| 127||131 例題33 B 大きさをg[m/s]とする。 m Vo の小物体の速さと面から受ける垂直抗力の大き さを求めよ。 10小物体が点Bを通過するための oの条件を求めよ。 Chapter 解答(1) 点Cでの小物体の速さを o[m/s)とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より, 9 Oセンサー 39 B mgcos0 N C 円運動では,地上から見て 解くか,物体から見て解く かを決める。 0 地上から見る場合 遠心力は考えず,力を円の 半径方向と接線方向に分解 し,円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 rcos0:0 mu3 =; mo°+ mng (r+rcos@) 0 mg ゆえに、 v= Vu-2gr (1+cos0) [m/s] 垂直抗力の大きさを N[N]とすると。 A 地上から見た円運動の運動方程式は, m -=F r * m -=N+mg cos0 または mro'=F これに»を代入し,整理すると, 2 物体から見る場合 遠心力を考え,力を円の半 径方向と接線方向に分解し, 半径方向のつり合いの式を 立てる。 ※ どちらでも解ける。 mv? N= --mg(2+3cos0) [N] r 別解 小物体から見ると, 円の半径方向にはたらく力は, 実際 にはたらく力のほかに, 円の中心0から遠ざかる向き に遠心力 m がはたらいている。 半径方向の力のつり センサー 40 合いより、 物体が面に接しているとき, 垂直抗力N20 N+mg cosé-m =0 (量的関係は上と同じ) 補非等速円運動では, 円の接線方向にも加速度があり,物 体から見た場合, 接線方向での力のつり合いを考えるため には,接線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2) (1)より, 0<0ハx[rad]では, 0が小さくなるにつれて, v, Nはともに減少していく。点Bを通過するためには, 点上 でカ>0かつN20であればよい。 ①より, @=0をvに代入 )水平面を重力による位置エ ネルギーの基準面とする。 して、 リ=\-4gr よって, ぴ-4gr>0 ゆえに, >2gr mv また, 2より, 0=0をNに代入して, N= 5mg Y mvs よって, ゆえに, 2/5gr , ①を比較すると。 20(面から離れない条件)が の条件を決める -5mg20 3, ④がともに成り立つためには, ひこ/5gr

3番と4番の解説を頂きたいです。

遠心力に関係した身近なものとしては, 洗濯機や遊園地の 例題31 等速円運動 120||126||128|130 右図のように,長さLの軽くて伸びない糸の一端につけ た質量 m のおもりが, 水平面内で角速度のの等速円運動を している。糸が鉛直線となす角を0, 重力加速度の大きさを gとする。 (1) 地上から見たとき, おもりにはたらく力の名称を答えよ。 (2) おもりから見たとき, おもりにはたらく力の名称を答えよ。 (3) おもりにはたらく向心力の大きさを m, g, 0で表せ。 また, m, L, 0, で も表せ。 m の (4) 遠心力の大きさを m, L, 0, ω で表せ。 また, 向きを答えよ。 解答(1) 重力, 張力 重力,張力,遠心力 (3) 実際にはたらく力である重 力と張力の合力Fが向心力 となるので, F= mg tan0 また,円運動の運動方程式よ り,m(Lsin0)ω"=F したがって, 地上から 見る おもりから見る センサー 37 円運動では, 地上から見た 場合,実際にはたらく力の みを考え,遠心力は考えな い。物体から見た場合, 実 際にはたらく力のほかに遠 心力を考える。 張力T 張力T m遠心カ m F 0 遠心カ=mro=m- F=mLo'sin0 重力 mg 重力 mg 向きは,円の中心から遠ざ かる向き。 (4)f=mro? より, mLw'sin0 向きは円運動の中心0から遠ざかる向き

ポイントに記されていることはどんな運動にも成り立つことでしょうか？

(1) 小球を投げ出してから, 斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 発展例題5 斜面への斜方投射 物理 発展問題 48,52 図のように,傾斜角0の斜面上の点Oから, 斜面と垂直な 向きに小球を初速 び。で投げ出したところ,小球は斜面上の 点Pに落下した。重力加速度の大きさをgとして, 次の各岡 に答えよ。 Vo 01 AP (1) 小球を投げ出してから, 斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 (2) OP 間の距離を求めよ。 O8 の 1 ) 指針 直な方向に分解する。 このとき, 各方向における 小球の運動は, 重力加速度の成分を加速度とする 等加速度直線運動となる。 重力加速度を斜面に平行な方向と垂 0=な-9cos0- 0-4(2-5000) 解説 (1) 斜面に平行な方向 にx軸,垂直な方向に y軸をとる(図)。重力 加速度のx成分, y成 分は,それぞれ次のよ うに表される。 200 t2= gcose t>0から, gsin0 -gcosé, *方向の運動に着目すると, x=gsin0-tか x ら,OP間の距離×は, P 0| 2v。 x=59sine-tな=9sin@-(- 1 1 2 x成分:gsine y成分:-gcos0 203 tan0 三 ッ方向の運動に着目する。小球が斜面から最も はなれるとき, ッ方向の速度成分ッが0となる。 求める時間を,とすると, u,=Uo-gcos@-tの 式から、 gcos0 Point y方向の等加速度直線運動は, 折り 返し地点の前後で対称である。 y=0からy方 向の最高点に達するまでの時間と, 最高点から 再びy=0に達するまでの時間は等しく, も=2t, としてt。を求めることもできる。 Vo 0=6-gcos0-ち =ー gcose (2) Pはy=0の点であり, 落下するまでの時間 1 をちとして, y=0ot-号gcos@-t?の式から, 2 V A日

破線と実線の間が0.5λ（波長）？

P L」 図 5 Y v - -デ

高校物理 力学 下の写真の問5についてなのですが、 式を立てるときに、初速度（点Pbでの速度）が水平右向きの速度ですが、なぜ斜面方向での初速度ではなく水平右向きの初速度を斜面である点PbR間でつかえるのですか？ 長ったらしくて申し訳ありませんが、よろしくお願いします。

2020年度 物理 29 千葉大一理系前期 ンょり、つなぎめの長さは短く, 無視できるものとする。なお, 必要があれば次 の三角関数に関する公式を用いてよい。 sin(a + B) = sin α cos β + cos a sin B cos(α + B) = cos a cos B - sin a sin B 小球 肌 0 P Qa L レール A 小球さ) きる消すさ 0B る 問 の さ 0 0 Ps) QB 0 R 10 L L 2 2 L レールB 図 はじめに,レール A上で, 水平部分からの高さがPaR間の高低差んと同じで ある点0。で小球を静かにはなす。

47の(1)のおもりの速さの最大値を エネルギー保存則ではなくAωでもとめることって できるのでしょうか？ 自分でやったら答えとちがう解答になり 教えていただけないでしょうか？

32 47 天井から長さLの糸で質量 mのおもりをつ るし,支点から真下dの位置に細くて滑らか なくぎを固定する。おもりを水平な床から高さ h。の位置で静かに放す。 天井の高さはHで, 糸はゆるむことがなく,重力加速度をgとす 天井 L くぎ。H る。 m (1) 糸がくぎにひっかかった後,最初に静止し たときのおもりの床からの高さを求めよ。ま た,おもりの速さの最大値を求めよ。 (2) おもりが運動を始めてから,最初の位置に戻ってくるまでの時間を 求めよ。ただし,おもりの振れ幅は十分小さいとする。 (3) 同じ実験を,鉛直上向きに一定の加速度αで上昇するエレベーター 内で行うときについて, (1), (2)の問いに答えよ。 ho 床 (青山学院大+ センター試験) 4Q*

(さ)で「v²ーv｡²＝2ax」は使えないんですか？

States along the AT. Cimbing ded hillides s from North Carolina bengamot (Georgia to southern h into Ontario, ich blooms berries adI cohosh, oeyedaisy,black-eyedSusan New England)。 bee balm (Georgia lo New York), touch-me-not, boneset. above other undergrowth, e by tubelar fowers of the deepest, of he carlier nowers will hv I I 図2に示すように、正の荷電粒子(質量m [kg),電気量q(C), q> 0)が, x 軸上を真っすぐ正の向きに運動してきて原点0を volm/s)の速さで通過した のち,点A, B, Cを通過した。x軸上の電位の様子は図3のように示され V とす。 る。A, B. Cのょ座標を, それぞれ xA, Xル, Xc とする。また,原点0を電位 の基準とし、図3中の1VaはAからBまでの電位を示す。 し x Cm) XcーXo 大二関 A m, 4, D, エh, エル, Ic. VEのうち, 必要なものを用いて,以下の各間に答 えよ。 図2 ?ng 二 例 OA 間/AB間およびBC間の電界の大きさを求めよ。 V(V)、 ある、(コ)粒子が OA 間で受けるカの大きさを求めよ。 離 ニ 濃 お ケ 粒子がAを通過するときの速ぎを求めよ。 AちAは Vg の JJS ケ 『個き端 H 日 粒子がAからBまで進むのに要する時間を求めよ。 (ス) 粒子がCを通過するときの速さを求めよ。 る本軍S / O 0 B C XA XB Xc 図3 T-Ed VE- Exe F. gVB eE Ma: 9.VE ズA XローXA ◇M2(750-24) mIA

(2)で力の向きがどっちにはたらくか分かりません

Far, most sold product . Those bran new col colors but have jons, Those should helj of use fo r all of yd icty of sizes of them normal usage as Jap, er, also it can be use papers, writing ds and as a lot of l コ enjoy the yar = have to コce is not an of co Feath 物理重要問題集 62 paj 42 7単振動·単振り子 58.地球のトンネル〉 球を干住R imj の球体とみなし、その中心を通る直線 状のトンネルを考える。図は中心0を含む地球の断面を示し ており, A とBはそれぞれ地表面上の出入り口とする。0を 原点とし,BからAへ向かう向きを×軸の正方向とする。ト ンネルの占める体積は地球全体の体積に比べて無視できるは ど十分小さく,トンネルの内部において, 質量 m [kg] の小 物体はトンネルの壁面と接触せずに運動するものとする。また, 地球の密度は一様であり、 地球の大気および地球の自転, 公転, 他の天体の及ぼす影響は考えないものとする。地表面 における重力加速度の大きさをg [m/s°] として, 次の問いに答えよ。 (1) 地球の質量を M [kg), 万有引力定数をG[N·m?/kg°] としたとき, gをM, G, R を用い て表せ。 (2) 小物体がx軸上の位置x [m] にあるとき, 小物体にはたらく力F[N] を, x<-R, -RS×SR, R<xの3つの場合に分けて, g, m, R, xを用いて表せ。 ただし, 小物体 にはたらく力は, 0を中心とする半径|x|の球内部の質量がすべてOに集まったと考え, その全質量が小物体に及ぼす万有引力に等しいものとする。 (3) (2)で求めた力Fをxの関数として, グラフにかけ。 Aで小物体を静かにはなしたところ, 小物体はOを中心に, 振幅尺の単振動を始めた。 (4) 小物体が0を通過するときの速さ[m/s] を, g, m, Rのうち必要なものを用いて表せ。 (5) 小物体がAを出発してから, 初めてBに到達するまでに要する時間を [s] を, g, m, Rの うち必要なものを用いて表せ。また, 重力加速度の大きさを 1.0×10m/s°, 小物体の質量 を1.0kg, 地球の半径を 6.4×10°m としたとき, 時間tを有効数字2桁で求めよ。 次に,小物体を0からある初速でx軸の正の向きに打ち出したところ, 小物体はOにもど らず無限の遠方まで飛んでいった。 (6) 小物体がOにもどらず無限の遠方まで飛んでいくために必要な最小の初速 vo [m/s] を, 9, m, Rのうち必要なものを用いて表せ。 R 59 で が は 箱 (18 愛知教育大)

(5)の電気量保存則でどうしてかかる電圧がともにEとなるんですか？

A (等号は Rーrのとき) E2 P=IV= (R+r) E2 R+2r+ R (R-+4r -の消費電力が最大になるとき 『R-=0 より P-V-RE T安+ャ RE VR R=r(QB中 このときの消費電力 Pは P=E 4r - 大第。 4CT,--5 そのときの R=r Q=CiV Q2= CzV2 T,:ER Rtr Vi+ V2=- R -E R+r -Qi+ @2=-(C,E+C»E)_1 ここで,Ci=C, Ca=4C とすると, ①, ②, @式より -CVi+4CV2=-5CE ブラフをかくときは, DAをこえないこと また、の式より V-RキャE-V これをの式に代入して-CV+4c(p8-v)--sCE る。 -E-V. R+r R R+re-V==-5CE これを解いて tp)e-9R+5rp ュ=1+5(R++) <E 5(R+r) R -E 9R+5r 4R+5r -E=- -E V2= 5(R+r) 5(R+r) 合※C Pの電位が負で P。 より低いので、は負の値 である。 R+r ゆえに,D, ②式より 4R+5r 4CE (C]#C* 9R+5r .. CE [C], Q2=ー可(R+r) Q= 5(R+r) 物理重要問題集 129 R」 4F plant to Craures y and August blow wing within the This is