⑶ 時間を求めるために、周期を使うことなんて思いつきません。答えを見ても、イマイチ理解できてないです。 他に解き方ってないんですか？💦

必解 52. 2本のばねによる単振動〉 A B mmm mmm 0 図のように, なめらかな水平面上に質量mの物体Pが同 じばね定数をもった2つのばね A, B とばねが自然の長さ にある状態でつながっている。 水平面上右向きにx軸をとり, このときの物体Pの位置をx座標の原点とする。 物体PをばねAのほうへ原点Oよりαだ けずらしてからはなす。 このとき物体Pは単振動する。 単振動は等速円運動のx軸上への正 射影の運動であるといえる。 時刻 t=0 において, 物体Pはちょうどx座標の原点Oを正の 向きに向かって通過した。 ばねの質量はないものとして. 次の問いに答えよ。 (1) 時刻 t における物体Pの位置xおよび速度vを,等速円運動の角速度 を用いて表せ。 (2)時刻 t において物体Pが位置xにあるときの加速度αを, wとxを用いて表せ。また,2 つのばねAとBから受ける力Fを, kとx を用いて表せ。 (3) 物体Pがx=α に達してから, 初めて原点0を通過するまでの時間 to と, 初めて x=123 を通過するまでの時間を,kmを用いて表せ。 (4) 物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置, およびばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。 ただし, ω やTを用いないこと (5) 物体Pが単振動しているときの速度と位置xの関係を求め, vを縦軸に, xを横軸にと ってグラフに示せ。 このとき座標軸との交点を, a, kおよびm を用いて表せ。 また, 物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。 [ 香川大改〕

Aの(3)が分かりません💦 答えはK分の2mgsinθです。 もうすぐテストなので早めだと嬉しいです✨🙇

リード D 第5章■仕事と力学的エネルギー 44 57 116 斜面上のばね振り子の運動 上端を固定したばねで物 体が斜面に接してつり下げられている。 物体の質量をm,斜面の 傾角を0, ばね定数をk,重力加速度の大きさをgとする。 [A] 斜面がなめらかな場合について,次の(1)~(3)に答えよ。 (1) 物体が静止しているときのばねの伸び x を求めよ。 (2) ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合, ばねの伸 びが(1)の x1 になるときの物体の速さを求めよ。 (3) 前問(2)の場合, 物体が最下点に到達したときのばねの伸び x2 を求めよ。 mmmm+ [B] 次に, 物体と斜面の間に摩擦がある場合について,次の(4)~ (5) に答えよ。 ただし, 静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ'μ'<μ<tan とする。 (4) ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合, 物体が最下点に到達したときの ばねの伸び x3 を求めよ。 (5) 物体が最下点に到達した後, 再び斜面を上昇するか, 静止するかは,静止摩擦係数 や動摩擦係数などの条件による。 物体が再び上昇する条件を0μμ' を用いて表 せ。 継

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 〕

（カ）がわかりません💦 教えてくださいお願いします🙇

必解 39. 〈小球と斜面との衝突〉 <! 次のアからサ に適当な式を入れ, 問いに答えよ。 ただ し、重力加速度の大きさをgとし、空気抵抗はないものとする。 図のように質量mの小球が自由落下し、傾き角0 質量 Ka (0° 8 <45°) のなめらかな斜面に上から衝突した。 衝突直前の 小球の速さを”とする。 衝突の際, 斜面は動かなかった。 〔A〕 衝突直前の小球の速度の斜面に平行な成分の大きさを0を用いて表すとア であり、斜面に垂直な成分の大きさはイである。 衝突後,小球は速さで水平に飛んだ。 衝突の前後で小球の速度の斜面に平行な成分 の大きさは変化しないが,このことをv, 0, 0 を用いて式で表すとウとなる。この 関係からをひとを用いて表すとエとなる。また。 衝突直後の速度の斜面に垂 直な成分の大きさは,と0を用いて表すとオとなる。この成分の大きさは斜面と 小球の反発係数をeとすると,e, v, 9を用いてカと表される。(オ), (カ)が等しいこと から”をe, v,0を用いて表すとキとなる。 以上から(エ),(キ)が等しいとおくことに より,反発係数eは0を用いてと表されることがわかる。 (1)この衝突で斜面が小球に与えた力積の大きさをm, v,0を用いて表せ。 〔B〕 最初の衝突をした時刻を0として、時刻に小球は斜面と点Pで2回目の衝突をした。 最初の衝突で水平に速さではねかえった小球が、時間を経過する間に進む水平方向の 距離 Zx,鉛直下向きに進む距離lyをg, 0, の中から必要なものを用いて表すと ケムコとなる。2=t =tan の関係が成りたっているので、(エ),(ケ), (コ)の結 lx 果を使ってをg, v0 を用いて表すとサとなる。 (2) 図のように, 点Pで衝突する直前の小球の速度の向きが水平となす角をとしたとき, tanaを0を用いて表せ。

【物理基礎:力学的エネルギー】 途中式を教えてください。

例題4 〈力学的エネルギー〉 ジェットコースターが最下点(基準面)に達したときの時速が72km/h になるようにするには,最下点から高さ約何mのところからスタートさ せればよいか。 ただし, 重力加速度を9.8m/s2とし、摩擦はないものとする。 解答 20m 解説 力学的エネルギー保存の法則が成り立つものとして考えると, 2 mvi 2+mgh = 1/12mu2+mghzの式が成り立つ。初速は0.最下 点の高さを0としての高さを求めると, h] 20[m] となる。

この式の計算方法が分かりません… なぜ600Kになるのでしょうか…？

から, (1.0×105) × (1.0×10-2) 300 = 6.0×102K 等しく,いずれも 6.0×102K (2.0×105) × (1.0×10-2) T

この問題について教えてください！

10. 図に示すように、質量M [kg] の小さいおもりと、 質量 3M [kg]の小さいおもりBを糸で結び、なめらかな 滑車Pにかける。さらに、この滑車Pと小さいおもりC を糸で結び、天井からつってあるなめらかな滑車Qにか ける。 滑車と糸の重さは無視し、重力の加速度はg [m/s 2 ] として以下の問に答えよ。 (1)はじめA,B,Cを固定し、 ついでAとBだけを 静かにはなすと、 (a) 滑車PとCを結ぶ糸の張力はいくらになるか (b) Aの加速度の大きさはいくらになるか。丁 (2)再びA,B,Cを固定し、ついでA,B,C 全 を同時に静かにはなす場合を考える。 .11 松平本 TOT SHA MANORA Sent (1) A B (a) いま、Cの質量が4M [kg] であるとき、AとBの質量の和がCの質量に等しい にもかかわらず、Cは動き始めるという。 (ア) Cの加速度の大きさはいくらか。 (イ) AとBを結ぶ糸の張力はいくらか。 (ウ) AとBは、はじめ、天井からの距離 1 [m] の同じ高さに、 Cは、 天井からの 距離 d [m] の高さにあったとする。 このAとBの高さの差がℓ [m]になるとき、 AとCの位置はどうなるか。 天井からの距離で示せ。 (b) Cが静止を続けるのは、Cの質量がいくらのときか。

1番と2番の仕事0になるのはどうしてですか

やってみ ④原点に点電荷+Qを固定しておく。 クーロンの法則の比例定数をkとする。 y B 2a +q +Q + →x a Ca A (i) A (2,0) から点B(0,2a)まで+αを運ぶ外力の仕事 WABはいくらか。 (ii) 点A→原点 点B と + αを運んだ場合の外力の仕事 WA 「AOB はいくらか。 (Ⅲ) 点Aから点C (α, 0) まで運ぶ外力の仕事 WACはいくらか。 また電気力のした仕 事W'Ac はいくらか。 (iv) (ii)で手を放すと +g (質量m) は点Aを速さで通過した。 ” を求めよ。 W = 95T

最後の問題でどうして張力が最もおおきくなるのがＢってわかるんですか？

2 cos 8-1 これよりcos-1212 すなわち、0- 62 5 (1)/2gR[m/s] (2) 3mg [N] (3) mo(1+2R) (N) (4) r R (5) 6mg [N] (2)と(3)は、おもりの速さは等しく,円運動の半径が異なる。 (4)は最高で、おもりの速さが0より大きく、かつ糸の張力が0以 上であればよい。 (5)はA~B~C間の運動で最も張力が大きい瞬間を考 える。 解説 (1) 求める速さを [m/s] とする。 AB間で力学的エネルギー 保存の法則より。 糸 62 (1) 最下点Bを薫 による位置エネルギーの 準面と考える。 (5) mgR==mv2 これより、B=√2gR [m/s] (vg<0 は不適) F=m =2mg (2) 点Bを通過する直前のおもりにはたらく遠心力 F[N] は, DB2 (2)3) センサー12 センサー 14 R- R 遠心力を考えて,鉛直方向の力のつり合いより求める張力 の大きさを T[N] とすると, TB T-mg-F=0 Fを代入して, T= mg +2mg=3mg[N] (3) 点B を通過した直後のおもりにはたらく遠心力F' 〔N〕は, UB F'=m- -= 2mg r R r 求める張力の大きさを T' [N] とすると, (2) と同様に考えて T' -mg-F' =0 F' を代入して, T=mg+2mg/L=mg (1+2R) [N] mg/(1+ VB mg (4)点Cでのおもりの速さをvc[m/s] とする。 AC間で力学的 (4) Bを重力による位置エ エネルギー保存の法則より、 ネルギーの基準面と考える。 mgR=m mvc+mgx2r これより, vc = √2g (R-2r) (vc<0 は不適) vc>0より,2g(R-2r)>0 これより< ...... ① 2 点Cでおもりにはたらく遠心力 F”〔N〕は, F = m² = 2mg (-2) R r 遠心力を考えて,鉛直方向の力のつり合いより、点Cでの 糸の張力の大きさを T” 〔N〕 とすると, T" + mg-F" = 0 第Ⅰ部 様々な運動 F" T mg P D

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。