基本がわかっていないからだ、と言われそうですが、急ぎで解かなくてはならず、でも、きちんと理解したいので、細かい説明込みで分かると助かります よろしくお願いします

43. 軽くてなめらかに回る定滑車と動滑車, 軽い糸を用いて質量m, 4m, 2mのおもり A, B, C を図のようにつるして静かに放したところ, Aは上 向きに, BとCは下向きに動きだした。 それぞれの物体の加速度の大き さをaa, as, ac, 糸の張力の大きさをTとする。 (1) おもり A, B, C の運動方程式をつくれ。 ただしBは動滑車の左右両 方の糸からそれぞれ Tで上向きに引かれていることに注意せよ。 (2) 放してからt秒後,それぞれのおもりが移動した距離 xA, XB, Xc を 文字 aa, AB, ac, tを用いて表せ。 (3) 糸の長さが一定であることから,XA, XB,XC の間の関係式を求めよ。 (4) 加速度の大きさ as, ab, ac, 糸の張力の大きさ T をそれぞれmg で表せ。 B C

よろしくお願いします

42. 鉛直と水平の比率が3:4のなめらかな斜面をもった台の上で, 軽い糸 を用いて質量mのおもりを図のように静止させた。 糸の張力の大きさ T と,台からおもりが受ける垂直抗力の大きさN とする｡ (1) 台が静止している場合を考える。 水平方向と鉛直方向のそれぞれにつ いて力のつりあいの式をたてよ。 また, それを解くことでTとNの値 をそれぞれ文字mg を用いて表せ。 (2) 台が水平右向きに大きさの加速度で移動している場合を考える。 加速度の大きさが小さいとき, おもりと台とはずっと同じ点で接したままであった。 ① おもりは,どちら向きにどんな動きをしているか答えよ。 ② この場合の糸の張力の大きさT と, 台からおもりが受ける垂直抗力の大きさNを,それぞれ文 宇m,g, a を用いて表せ。 加速度の大きさがある値 4 よりも大きくなると, 糸がたるんで台とおもりの接点が斜面の上 方向へとずれていった。 この境となる加速度の大きさ の値を求めよ。 (3) もとの状態に戻して、 今度は台を水平左向きに加速させる。 この加速度の大きさがある値 a2 よ りも大きくなると, おもりが台から離れて浮き上がる。 a2 の値を求めよ。

画像1枚目が問題で、2枚目がその解説です。解説に書き込んである疑問について教えてください。

60 ばねの連結■ 自然の長さが等しく,ばね定数がそれぞれ (1) ki[N/m〕, k2 [N/m] の軽いつる巻きばね A,Bがある。重力加 速度の大きさを g [m/s²] とする。 (1) A, B の一端をいっしょにして天井に固定し、 他端もいっしょ にして質量 m[kg]のおもりをつるすと, ばねは何 m 伸びる か。 (2) (1)のとき, A,Bを1つのばねとみなすと, そのばね定数kmは何N/m か。 A llllllll m B Sheeeeeeeeeeeeeeeet A m

⑴の①速さゼロだから運動エネルギーもゼロじゃないんですか？

学的エネルギー保存則を利用した物体の速さの求め方 文字式の場合≫ 【量m[kg]の物体が,高さ A から速さ vで投げおろすと、高さB での速さがvとなった。 高さ A、Bそれぞれの高さはh his 力加速度の大きさをg[m/s2] として、次の各問に答えよ。 計算 高さ A 高さ B 力学的エネルギー保存則の式 (1) 高さ A での物体の、①運動エネルギーKA、 ② 位置エネルギーUA、 ③ 力学的エネルギーEAの値はそれぞれいくらか。 2 ③3③ m. Via KA= UA= m.g. us ÷mg at mgha EA= (2) 高さ B での物体の、 ① 運動エネルギーKB、 ② 位置エネルギーUB、 ③力学的エネルギーEBの値はそれぞれいくらか。 (1) (2) (3) ·m. vo Imv² - malip KB= 2 UB = m.g.hp t EB= 2 (3) このときの物体の力学的エネルギー保存則の式を立てて、物体が高さBを通過するときの速さを求めよ。 + mio+mghp 高さ A での速さ VA、 高さ ha 高さ B での速さ VB、高さhB Ama+mgha は+ 22 pvv²a + zmghe = MUB + va + U²₁ +28 (40-60) じ = 速さや高さの値が文字で与えられた場合、 与えられた文字を使って 答えを導かなければならないことに注意!! MUD+2mghp +2gle = Vo +2gho V² P VB 25/60-6p) = VIP 2012 K

この問題の(2)、(3)の考え方が分かりません。 (2)に関してはC'の値までは分かりました。

の誘電 5) の答 竜圧を求めよ。 312 導体板にはたらく力 誘電率∈〔F/m〕の 空中で、右図のようなコンデンサーに電圧 Vo- S -2L d] 3C. M d 2 V[V] の電池を接続した。 コンデンサーの極板は 短辺がL 〔m〕 長辺が2L [m] の長方形, 極板の間隔 はd[m] である。 極板間に何も挿入しない状態でスイッチSを閉じて充電した。その後, Sを閉じたまま、上図のようにコンデンサーと同形で厚さ 4 [m]の導体板Mを極板 間の中央に極板と平行を保ちながらゆっくりと挿入した。 なお,電流が流れることによ る回路での発熱は無視する。 (1) 導体板を x [m] まで挿入したときのコンデンサーの電気容量 C〔F〕を求めよ。 (2) 導体板をx=L〔m〕まで挿入するのに外力がした仕事 W 〔J〕 を求めよ。 (3)導体板を(2) よりさらに微小距離 4.x 〔m〕 だけ押し込むのに必要な外力のする仕事 4W〔J〕 を求めよ。 さらに, x=L〔m] のときの外力の大きさF[N] を答えよ。 (1) (2) コンデンサーの接 +||- サヒ # 北

物理基礎の力の釣り合いの問題です。 考え方が全く分からないので教えて欲しいです。

[10] 同じ質量m[kg]の物体 P, Q が軽いばねで結ばれ, 傾角30°のなめらか な斜面上に置かれている。斜面の下端には止め具Rがあり, Pは図のように R に支えられて静止しており, ばねの長さは[m] であった。 次に, Qを 斜面に沿って静かに引き上げたところ, ばねの長さがZ[m] になったとき にPがRから離れた。 重力加速度の大きさを g〔m/s2] とし,このばねの 自然の長さ lo〔m] とばね定数k [N/m ] を求めよ。 mg lo= litl² [m], k= text, [N/m] 2 R

写真の問題文に赤線を引っ張ったところの「点cから飛び出すためには〜」という問題についてなのですが、 ①点cに小球がある時、N>0ではないのか？　 (模範解答の下線部の式では、遠心力＝重力としていて N＝0としている) ②模範解答の力学的エネルギー保存の式において、 なぜ... Read More

92 滑らかな曲面とそれに続く半径rの半円筒面が ある。 高さん(>r) の位置で質量mの小球Pを放 す。 Pが点Aで円筒面に入った直後受ける垂直抗 力 NA, および点 B で受ける垂直抗力 NB を求めよ。 また, 点Cから飛び出すためにはんはいくら以上であればよいか。 92 点Aでの速さは mgh=1/2mv^² :. VA=√2gh Na=mg+m 2 VA² r = mg+2mg. NB=m- h r =(1+ 2h)mg mgh=1/2mv²+mgr ... UB2=2g(h-r) UB2 r h-r r NB. mg mg 遠心力 =2mg- 点Cで必要な速さを とすると 2 (m 2 ² = mg r 力学的エネルギー保存則より mgh≧ 1/2mv ²+ ANA B -=mg\| £h_vc²=gr 5 :. hzor 2 h 5 c²+mg•2r= -mgr 2 遠心力 P B

写真の1番上の問題で、赤線を引いた部分の式についてですが、遠心力を用いているのと、mv｡²/r はわかるのですが、mg(3cosθ-2)の部分がどのような考え方から導かれているのかがわからないです。 ご説明お願いします。 (下の2枚の写真は、p73の①②の式が書かれた問題です。)

y 11 EX 長さの糸にPを付け, 最下点で初速” を与えて回すとき,Pが1回 転するための の条件を求めよ。 解 Miss ギリギリの状況は最高点で速さ0と考える人が多く、 mv02 ->mg.2r 2 とエネルギーを考えて条件式をつくる。 バケツに水を入れてブン回した ことがあるだろう。 最高点では速さが必要だったはずだ。 それは重力で 水が落ちるのを遠心力で支えるためなんだ。 最高点で必要な速さをvとすると V₁² m- -= mg ひより速ければ, 遠心力が重力よりまさり, 差の 分だけ糸をピンと張って張力が発生してくる。 力学 的エネルギー保存則より 1/2mv²=1/2mvi+mg.2r これらの式より V₁ = √5gr これはギリギリの1回転なので,一般にvo gr Tì= 2 不等式の条件は, ギリギリ 状況を考え、等式から入る とよい。 鉛直面内の円運動を解く画画 力学的エネルギー保存則 遠心力を考えて, 半径方向で 力のつり合い式をつくる。 ギリギリの通過 T=0 (N=0) V₁4 mvo (別解) p 73 の ①,②よりT= -+mg (3 cos 0-2) 0によらず T≧0 となる(糸が張っている)ことが条件だが, Tは0=π (最高点)で最小値 mv02 -5mg となる。 1≧0より≧√5gr rcost T= mg cos 0+ m² ①からひが, それを②に代入すれば Tが分かる。 糸 Vo mg 図 1 T 遠心力 mg 0 Vo V 解説 図1のように長さの糸で結ばれたおもりを最下点から初速で回す。 角0 をなしたときの速さをv, 糸の張力をTとするとより mv²=mv²+mgr (1-cos 6) .........① 遠心力 遠心力を考えると,半径方向では力のつり合いが成り立つ。 重力を分解して 2より

仕事はFxcosθなのでどちらも同じと思ったのですが、どうしてこのようになるのですか？

59 静止している質量mの物体を高さんの位置 Aまで静かに持ち上げた。 手の した仕事 WIはいくらか。 また, スピードをつけて持ち上げ, A に達したとき の速さがだった場合の仕事 W2 はどうか。

(4)(5)について質問です (4) バネが縮んでから、伸びたばねによって押し返されるところを注目するのはなぜですか？(自分はバネに届く前とd2縮んだ場面について考えようとしていました。) なぜ運動方程式で解こうと思うのですか？ エネルギーでは解けないのですか？ (5... Read More

〔8〕 2008 山形 RS 上には,質量Mの台が垂直面 QR に接して置かれていて、台の上面が水平面PQと同一平面 図のように、水平面PQ上に、大きさの無視できる質量mの小物体が置かれている. 水平面 置かれている. ばね 1, ばね2ともにばね定数はkとし, 質量は無視できるとする. また, 水平面 になっている. 水平面 PQ 上にはばね1が, 水平面 RS上にはばね2が, 一端を壁に固定されて と小物体,台の間の摩擦は無視し,重力加速度の大きさをgとする. vo 小物体をばね1の固定されていない端に接触させ,自然長からd, だけ縮めぞ静かに手を離し た。 ばねが自然長に戻ったところで､小物体はばね1から離れ,水平面 PQ 上を右向きに速さ で運動した. Q(1) vo をm, k, d を用いて表せ. その後,小物体は速さで台に乗り移り、同時に台も動きはじめた. 小物体が台上を時間Tの 間に,台に対して距離だけすべった後、 小物体と台は一体となって水平面 RS 上を右向きに一 定の速さ △ (2) T, V をそれぞれ vo, m, M, g, μの中から必要なものを用いて表せ. (3) を vo, m, M,g,μ を用いて表せ. 台は小物体を乗せたまま, 速さ V でばね2の固定されていない端にあたった.台があたる前の ばね2は自然長であった.その後, ばね2は自然長から最大d2だけ縮み,この間, 小物体は台上 をすべらなかった.ここでは、ばね2が自然長からd2だけ縮むまでの運動を考える. 小物体と台 の間の静止摩擦係数を μo とする. (4) ばね2が自然長からæ (0<x< d2) だけ縮んだとき, 小物体と台の間にはたらく静止摩擦力 の大きさを,m, M, k, æ を用いて表せ. (5) ばね2d2だけ縮むまでの間, 小物体が台上をすべらないためには, ばね1の縮みをい くら以下にしなければならないか.m, M, k, g, μo を用いて表せ. ばね 1 100000001 P 小物体と台の間の動摩擦係数をμとする. で運動した。 小物体 a R 台 2 70000000 S