以下の問題を教えてほしいです。 お願いします。

質量 0.50kg のおもりに糸をつけて、(1)~(3)のように、 鉛直方向に糸を引いて運動さ せた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 として、次の各問に答えよ。 (1) 糸がおもりを引く力が7.4Nのとき、 加速度はどちら向きに何m/s2 か。 (2) 加速度が鉛直下向きに 5.0m/s2 のとき、 糸がおもりを引く力の大きさは何Nか。 (3) 速度が鉛直下向きに 1.0m/sで一定のとき、 糸がおもりを引く力の大きさは何Nか。

なぜ左向きになるのですか？⑴

解説動画 4.0kg 第 12.0N I 分 例題16 粗い水平面上の運動 知識 きの ・基本問題 90・92 粗い水平面上に置かれた質量 4.0kgの物体に、一定の大きさ12.0Nの力で右向 きに引くと、物体は面上をすべり出した。 物体と面との間の動摩擦係数を0.20、 重力加速度の大きさを9.8m/s2 として、 次の各問に答えよ。 (1) 物体が受ける動摩擦力は、どちら向きに何Nか。 2物体の加速度は、 どちら向きに何m/s2 か。 指針 (1) 物体は、 運動の向きと逆向きに動摩擦 力を受けており、 その大きさは、「F'=μ'N」 と表され る。物体が受ける力を図示して考える。 re☑ 章 運動とエネルギー (2) 物体の運動方程式を立て、 加速度の大きさを求める。 解説 (1) 物体は、重力、 大きさ 12.0N の力、 接触 している面から垂直抗力、動摩擦力を受けている。 垂 直抗力の大きさを N[N] 動摩擦力の大きさをF'[N] とすると、それらの力は図のように示される。 鉛直方向に物体は運動し 。 ないので、その方向の力は つりあっている。 N-4.0×9.8=0 N=39.2N したがって、 「F'=μ'N」 AN →a 12.0 N F' mg の公式に、μ'0.20、 N =39.2N を代入すると、 左向きに 7.8N F''=0.20×39.2=7.84N (2) 右向きを正として、 物体の加速度をα [m/s2] とする。 物体の運動方程式 「ma=F」 に、 それぞれの数値を代 入して、 4.0×α = 12.0-7.84 a=1.04m/s2 右向きに 1.0m/s2 kg Advice 摩擦を無視できる面上の運動では、垂直抗力 は、運動方向の力の成分をもたないので考慮する必要は ない。 しかし、摩擦を受ける面上の運動では、動摩擦力 が垂直抗力の大きさに比例するので、考慮する必要があ る。

6の問題についてです。 解説に「地球の自転による遠心力は赤道に近いほど大きく、北極点、南極点では0」とありますが、これはなぜでしょうか？特に赤道から離れるほど小さくなる理由がわかりません。 また、解説の東京の図では通常問題を解くときの重力の向きと違う(通常は図の万有引力... Read More

6 地球の自転の影響を考慮し, 赤道上の点, 東京, 北極点の3つの地点について 重 加速度が大きい順に答えよ。 7 地球の半径をR. 質量をM, 万有引力定数をGとする。 地表から高さ2Rの軌道をま わっている,質量mの人工衛星の万有引力による位置エネルギーを求めよ。 ただし, 万 有引力による位置エネルギーの基準を無限遠とする。

(1)はF＝mgμで置いてはだめですか？

基本例題 11 慣性力 知識 水平面上に台車があり、 台車の上に質量m[kg] の物体を置く。 台車と物体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、次の各問に答えよ。 基本問題62、63、04 m MAMAAGA (1) 台車が右向きに加速度α [m/s] で物体と一体となって運 動している。台車上から見た物体にはたらく力を図示し、摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 加速度を徐々に大きくすると、 物体は台車上をすべり出す。 物体がすべり出すのは、 加速度がいくらよりも大きくなるときか。 指針 台車上から見ると、物体には重力、 垂直抗力、静止摩擦力、 慣性力がはたらいている。 加速度を大きくし、すべり出す直前になったとき、 静止摩擦力は、最大摩擦力となる。 を F〔N〕として、水平方向の力のつりあいの式 を立てると、 立 F-ma=0 F=ma〔N〕 解説 (1) 台車上の観測者 から見た物体にはた らく力は、図のよう に示される。 慣性力 の大きさはma [N] A垂直抗力 慣性力 ma 静止摩擦力 (2) すべり出す直前、 静止摩擦力は最大摩 擦力となる。 鉛直方 向と水平方向のそれ車 ぞれの力のつりあい から、 AN ma μN mgy 鉛直: N-mg=0 ...I で、その向きは観測者の加速度と逆向きである。 台車上の観測者から見ると、 物体は静止してお り、力がつりあっている。 静止摩擦力の大きさ 水平: μN-ma=0... ② 式 ① から N=mg これを式②に代入し、 μmg-ma=0 a=μg [m/s] 8.20.3

Aが滑り出す直前の式がよく分かりません💦解説お願いします

下の物体Bに力を加えたとき ①上の物体Aが物体B上をすべらない場合 B A M A: 青 B T m なめらか ※Aがすべり出す直前(最大静止摩様の) MO mg Fo=MoMg F Mf Mia a F f

(2)(3)についてです。 この二つの問題は単振動のエネルギーの考え方で解いても大丈夫でしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

基本例題31 単振動の式 図のように, 質量 1.0kgの物体が, 原点Oを中心と して, x軸上で振幅5.0mの単振動をしている。 基本問題 224 225 226 227 Q P x=3.0mの点Pにあるとき、 物体は12Nの力を受け ているとする。 -0.50 O 3.0 x[m] (1) 単振動の角振動数と周期を求めよ。 (2)物体が点Pにあるとき、 その速さはいくらか。 (3) 振動の中心を通過するとき、物体の速さはいくらか。 (4) 物体がx=-0.50mの点Qにあるときの加速度を求めよ。 (5) 物体の加速度の大きさの最大値はいくらか。 sin' wt+cos'wt=1から, coswt=± @ 点Pでの速さは, 指針 単振動の基本式を用いて計算する。 (1) 運動方程式 「F=-mwx」 から角振動数 を求め, 「T=2π/w」 から周期を計算する。 (2)(3) x=Asinwt」 を用いて sinwt を求め, coswt を計算し、 速度を示す式 「v=Awcoswt」 から算出する。 また, 振動の中心では速さが最 大になる。 (4)(5) 「a=ω'x」 を用いる。 加速度の大きさ が最大となるのは,振動の両端である。 -12=-1.0×w2×3.0 解説 (1) 運動方程式 「F=-mw'x」 に, 点Pでの値を代入すると, w²=4.0 w=2.0 rad/s 周期は, T=- 2π 2π w 2.0 ==3.14 3.1s (2) 変位xを表す式 「x=Asinwt」 から, 3.0=5.0sinwt sinot = 3/ 5 4 v=|Awcoswt|=5.0×2.0× =8.0m/s 5 (3) 振動の中心では,物体の速さが最大になる。 v=Aw=5.0×2.0=10m/s (4) 加速度と変位の関係式 「a=-ω'x」 を用い と, a=-2.02×(-0.50)=2.0m/s2 右向きに 2.0m/s2 (5) 振動の両端で加速度の大きさが最大となる。 a=Aω²=5.0×2.02=20m/s2 Point 単振動の特徴 単振動において,振動の中心では,速さが最大. 加速度および復元力の大きさが0となる。また, 振動の両端では,速さが0. 加速度および復元 力の大きさが最大となる。

gは9.8ではないのですか？なぜ、数字ではなく文字として回答しているのですか？ 9.8という情報が問題に書かれていないからでしょうか？

例 斜面上の物体の運動方程式 なめらかな斜面(1) 上を運動する質量m[kg]の物体について 加 速度α [m/s2] と面からの垂直抗力の大きさN [N] を求めよ。 なお、加速度は斜面にそって 下向きを正の向きとする。 重力加速度の大きさ を g〔m/s')とする。 物体 正の向き 60° 脂 重力を斜面 に平行な成分と 垂直な成分に分 解する。 物体は 重力の斜面方向 加速度α F NA (2) Fx SFY 60mg mg 601 60° 正の向き の成分F, [N]によって加速される。 直角三角形の辺の長さの比より F. mg√3:2 よってFxx2=√3mg ゆえにF=mg 2 斜面に平行な方向の運動方程式より ✓3. ma ~mg 2 したがって a=[m/s] 3 力の斜面に垂直な成分をF,[N] とする。 F, mg-1:2 よってF,×2=mg×1 ゆえに,=12mg (3) F,[N] と垂直抗力 N[N] はつりあっているので N-1/2 m -mg=0 よってN= N=mg (N) 2重力を斜面に加速度4 平行な成分と垂直 NA 60° な成分に分解する。 物体は斜面にそっ て運動するので. ?mg cos 60* mg sin 60mg 正の向き 60° 斜面に平行な方向の運動方程式より ma=mgsin60 また、斜面に垂直な方向の力のつりあいより N-mgcos60°= 0 Dith a=- /3 2 g(m/s²) 〔N〕 (N=1/12mg[N] ② a a

（3）を教えてください🙇‍♂️

2 図のように,質量mの小球を点0から水平に速さで投げたところ, 小球は鉛直な 壁面上の点Pではねかえって, 水平な床の上の点Qに落ちた。 点0の床からの高さを h, 壁からの距離をL, 小球と壁の間の反発係数(はねかえり係数) を e(0<e< 1), 重力加速 度の大きさをgとする。 ただし, 小球は壁に垂直な鉛直面内で運動するものとする。ま た,壁はなめらかであるものとする。 v=votat 90:vot+ fat V²- Vo² = 207. Vo L h=//t 2 た HP→ g (1) 小球を投げてから点Pに当たるまでの時間 (2) 小球を投げてから点Qに落ちるまでの時間 vo, L を用いて表せ。 もに を g を用いて表せ。 を (3)点Pで壁に衝突したときに, 小球が壁から受けた力積の大きさをm,vo,eを用い て表せ。 はたら F=m-a (4) 点Pで壁に衝突してから, 点Qで床に落ちるまでの間の小球の水平移動距離を h, L, eg を用いて表せ。 (5)点から投げた直後の小球の力学的エネルギーE。 と, 点Qに落ちる直前の力学 的エネルギーE」 の差 E-E を m, vo, e を用いて表せ。

糸を切断しても気球Bの浮力が変わらないのは なぜですか？

- 17 基質量 M の気球B (内部の気体も含む)が、質量 mの小物体Aを質量の無視できる糸でつるして 定の速さで上昇している。 重力加速度をg とし, 空気の抵抗および物体Aにはたらく浮力は無視でき るものとする。 B (1) 糸の張力Tはいくらか。 A (2) 気球Bにはたらく浮力 Fはいくらか。 また、 外部の空気の密度を p とすると,気球の体積Vはいくらか。 物体Aが地面からんの高さになったとき,糸を切断した。 (3) Aが地面に到達するまでに要する時間to はいくらか。 (4) 糸が切断された後, 気球がさらにんだけ上がったときの気球の速 さひはいくらか。 (信州大)

(5)についてです。 どうして垂直抗力N(E)=0のときも小球は軌道から離れないといえるのでしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

221. くぼみを通過する小球 図のように, A→Bの間は鉛直, B→C→Dの間は点O1 を中心とする半径rの円周の一部, DE の間は水平面に対して角0をなす斜面, E →Fの間は点O2 を中心とする半径rの円 周の一部, FGの間は水平となっている なめらかな軌道がある。 また, 点BとEは 同じ高さである。 01 に対して高さんの点 AA B 300 P h 01 E D C (土) F G ・ 02 Aから, 質量mの小球Pを自由落下させたところ, Pは軌道に沿って同じ鉛直面内を運 動した。 重力加速度の大きさをg として, 次の各問に答えよ。 (1) P点Bを通過する瞬間の速さを求めよ。 (2) 点Cを通過する瞬間の, Pの運動エネルギーと速さをそれぞれ求めよ。 (3)点Cで,Pが軌道から受ける力の大きさを求めよ。 (4) Pが点Dを通過した直後の速さを求めよ。 また,このとき, 点DでPが軌道から受 ける力の大きさと, (3) で求めた点Cで受ける力の大きさの大小を比較せよ。 (5)点Eを通過した直後に,Pが軌道からはなれないためのんの条件を, 0, h, rを用 いて表せ。 (6) 点Fを通過した直後に,Pが軌道から受ける力の大きさを求めよ。