(2)(3)が分からないので教えていただきたいです。

問11 x軸上を運動する物体が、 時刻 0sに原点Oをx軸の正の向きに通過した。 図は,それ以後の物体の速度と時刻の関係を表している。 (1) この物体の加速度はいくらか。 (2) 物体のx座標が最も大きくなる時刻と, その座標を求めよ。 (3) 時刻 0s から 15sまでの間に物体が進んだ距離 (道のり)はいくらか。 速度 [m/s] 4.0円 0 10 時刻 [s]

解き方を教えてください。丁寧目に書いてくださると有り難いです。

pa -×0= 0 M3 X; = r cos 0 prdrd0 = ; p r2 dr [sin 01 = cos 0 d0 = =x pa3 ×0=0 「M3 1 p r sin 0 prdrd0 = M r2 dr M. [- cos 0] = Yc = sin 0 de = *y よって、重心は。= (0,0) 重心の計算(多重積分) *例題5質量がMで、密度が一様な、底面の半径a、高さが bの 円錐の重心 a-fe r dr M = pdxdydz = de dz = cb ca- r2r X; = r cos0 pr dO dr dz = …= 0 = 0 =x rb ra- r2m 1 Yc = TT r sin 0 pr d0 dr dz = … = 0 cb ca- c2r ZG = (宿題) z pr de dr dz = …→ JaJJA… まとめ * 大きさのある物体の重心を定義して、重心の位置を計算した。 * 地上での重力が大きさのある物体に働く場合、物体の各点で重力が働動くた め、つり合いを議論するとき、その重力の総和を計算する必要がある。 * 大きさのある物体に働く重力の総和は、その物体の重心に全ての重力が働 いた場合とつり合いの式は同じになる。 【宿題11質量M、密度が一様で十分に薄い2辺の長さがaの 直角に等辺三角形の重心を求めよ a a 【宿題2]質量M、密度が一様で十分に薄い半径aで2辺の間 の角が45度の扇型(円を8等分したもの)の重心を求めよ 【宿題31質量M、密度が一様で底面の半径がa、高さが の円錐の重心を求めよ。 (45° a * 宿題1、2、3を解きレポートを提出してください。 締め切りは4月24日の23時59分です。 補足:ベクトルの内積 A-B * AとBのなす角0、大きさ4,B 向きを持たない A.B= AB cos 0 ベクトルのx成分,y成分,z成分 A, = A-e, A, = A· ēy. A-B= A,B,+ AyBy +A,Bz A, =A-。 Ax x軸 ,,。:単位ベクトル = (1,0,0), é, = (0,1,0), é, = (0,0,1) |= | = le|=1, = ,.。 = é,. é, = 0 *分配法則:A-(B +¢) = A· E+ A-¢は成り立つので、 A-B= (A,,+ Ayé, + Azē,). (B,ē, + B,é, + B,ē.) = AxBx + A,B, + A,B。 12

(4)を力学的エネルギー保存則で解きたいのですが可能ですか？

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 A 標準問題 (2) 時 減 必解52. (2本のばねによる単振動) 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k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, A ロ B rO00OP rOO 重 (3 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×座標の原点Oを正。 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)任意の時刻tにおける物体Pの位置xおよび速度ひを,等速円連動の角速度ωを用いて 必解 表せ。 (2)任意の時刻tにおいて物体Pが位置xにあるときの加速度αを,o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×=aに達してから, 初めて原点Oを通過するまでの時間 to と,初めて -a を通過するまでの時間もを,kとmを用いて表せ。 x= 2° (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の位置エネルギーび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) し

物理、単振動の問題です。 解説の (3)K=2k (4)U最大=2×1/2ka² の「2×」 (5)2×1/2kx²+1/2mv²=ka² の「2×」 の意味が分かりません 物理 単振動 ばね

必解や52.(2本のばねによる単振動〉 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k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×座標の原点0とする。物体PをばねAのほうへ原点Oよりa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×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)任意の時刻tにおける物体Pの位置xおよび速度かを,等速円運動の角速度ωを用いて A B 00000 p m 表せ。 (2)任意の時刻tにおいて物体Pが位置xにあるときの加速度 αを,ω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=a に達してから,初めて原点Oを通過するまでの時間 to と,初めて x= 2 -aを通過するまでの時間tを,kとm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,およびは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,w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×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)

この問題の(b)の問題なんですけど30度なのになぜ答えがcos60度になるんですか？至急誰か教えてください。

☆仕事☆ |5 [A] 物体に 2.0Nの力を加え続けて, その力の向きに 6.0m 動かすとき, その力のし た仕事は何Jか。 [B] 水平より30° 傾いたあらい斜面にそって, 物体が距離 2.0m すべり下りるとする。 物体にはたらく重力,垂直抗,動摩擦力の大きさをそれぞれ 8.0N, 6.9N, 2.5 N とするとき,それぞれのカが物体にする仕事 W., Wa, W。(J) を求めよ。 [C] 水平であらい床面上にある質量 5.0 kg の物体に対 し、水平方向から 60° の向きに大きさ 20 Nの力を加 え続け,水平方向に4.0m 移動させる。このとき, 加える力がする仕事 W, [J] と,物体が床から受け 20 N 460°. あらい床: 4.0m る動摩擦力がする仕事 W2 [J] を求めよ。物体と床 との間の動摩擦係教を 0.25, 重力加速度の大きさを 9.8m/s?とする。 [D] 図のように,傾き 30° のあらい斜面上を物体が点 A から点 Bまですべり下りるとき, 物体にはたらく重力 (40 N), 垂直抗力 (34 N), 動隊擦力 (16 N) の各々がする 仕事 W,(J), W。 (J], W。 (J] を求めよ。 ただし,AB=3.0 m とする。 垂直抗力 34 N A 動摩擦力 16 N 30° ヒント 動く向きと垂直な方向にはたらく力のする仕 重力 40 N C 事は0 である。

(2)の解き方で、3枚目の自分の解釈は何が違うのでしょうか？ 解説を見てもイマイチ理解できません。

217. レンズのコーティング をおさえるために,表面に薄膜がつけられている。屈折率 天 1.8のレンズの表面に,それよりも小さい屈折率n(>1)の薄 膜をつけ,波長aの光を垂直に入射させる。m=0, 1, 2, … として,次の各問に答えよ。 (1) 反射光が弱めあっているとき, 薄膜の厚さdをn, 入, m を用いて表せ。 をの (2)(1)のとき,薄膜を透過する光は強めあっているか, 弱めあっているか。 (3) n=1.4, A=5.6×10-7mのとき,透過光が強めあう最小のdを求めよ。→例頭33 めがねのレンズは,光の反射 | 反射光 空気 薄膜 直に波長み レンズ 透過光 ン SSS

（2）です。1mmあたり100本の筋が入っているということは格子の間隔dは101個あるので..と考えたのですがなぜ100でわっているのですか？101でわるのではないのですか？

90 図のように,「格子定数d[m) の回折格子に光源からの光を垂 直に入射し,回折格子から距離 L だけ離れているところにスク リーンを配置して以下の実験を 行った。 (1) 光源として波長入 [m]のレーザー光を用いたところ,スクリーン上 に明るい点の列が観測された。中心の明るい点から測ってm 番目の 明るい点までの距離をxm [m] とし, Xm がL[m]に比べて十分小さい とした場合, xmを入, d, L, m を用いて表せ。 ただし,中心の明る のい点をm=0 とし,微小角0に対してsin 0 =tan0 の近似を用いて よい。またこのとき,明るい点の間隔 4x[mを求めよ。 (2) 前問において, 回折格子のすじが1mm あたり 100本あり,Lが 1.00 [m]のとき m=3の明るい点までの距離x,が19.0[cm]と測定さ れた。レーザー光の波長入 [nm]を求めよ。 レーザー光源 または白色光源原 Xm. 回折格子 L スクリーン

⑶なぜθ60°なんですか？

基本例題11水平投射 トト> 24 地上14.7mの高さから小球を水平方向に初速度9.8m/sで投げた。 重力加速度の大き さを9.8m/s° とする。 (1)小球が地面に当たるまでの時間t[s] を求めよ。 17s (2) 投げた点から地面に当たる点までの水平距離x [m) を求めよ。7u a小球が地面に当たるときの速度の大きさV[m/s) と,地面となす角0を求めよ。 9.8m/s 14.7m 指針投げた点から水平(x) 方向に等速直線運動,鉛直下(y) 向きに自由落下をする。 解圏(1) y方向について 図のように,D, Uy, Vからなる三角形は1:2:/3 の直角三角形なので V=Dx×2=20m/s, 0=60° 「y=ニr」より 14.7=ラ×9.8×F t=/3=1.73年1.7s (2) x方向について x=t=9.8×3 =9.8×1.73=16.954 0 =9.8m/s POINT 水平投射 水平方向:等速直線運動 鉛直方向:自由落下 14.7m =17m -60° (3) =b=9.8m/s =gt=9.8/3 m/s

(1)のt1は求まったのですが、衝突した点Bの高さhを、t1×v0sinθ(v0の鉛直成分)だと思ったのですが、解答見たら、等加速度運動の公式x=v0t＋1/2at^2に代入していました。質問は、①解答のように公式に代入しないといけないのか。②なぜ(時間)×(鉛直成分の速さ... Read More

カ学 9 6*水平な床面上で鉛直な壁よりしだけ離れた 点Aから,壁に向かって初速 ひo, 角度0で 投げた小球が,滑らかな壁面上の点Bに衝 突してはね返り,最高点Hに達した後再び 床に落ちた。衝突の際の反発係数をeとし, 重力加速度をg とする。 (1) 小球が投げられてから壁に衝突するまで の時間もはいくらか。衝突した点Bの高 さんは,床からどれだけか。 H 壁 B Vo. 0 床A (2)/小球が投げられてから最高点Hに達するまでの時間なはいくらか。 また,点Hの高さ H は,床からどれだけか。 (3) /最高点に達する前に壁に衝突するためにU。が満たすべき条件は何 か。 (4))はね返った小球が床上に落ちた点は, 壁からどれだけ離れた距離に あるか。 (宮崎大+神奈川工大)

円運動のaはvω、rω²などにおけますがそれを求めればaを求めていると認識で合ってますか？ 2の解き方教えて欲しいです

W- 25Dx& 210 2.自然の長さがL(m)の軽いばねの一端に, m(kg)の小さなおもり をつけ,他端を中心にしてなめらかな水平面上で一定の速さで 1s 間にn回転させると,ばねの長さはL'(m)になった。 (1) おもりの加速度はいくらか。 件 T-。 n mrwe-kx (2) ばねから受ける弾性力はいくらか。 (3) ばね定数はいくらか。 0leleeee