等加速度直線運動で 走者がスタート後2,0秒間で20m走った時の 加速度を求めたいです｡ 答えは10m/s²になるらしいですが 私は20m÷2,0s=10m/s 10m/s÷2s=5m/s²になると思いました｡ 9の(2)(3)も教えていただけると嬉しいです｡

加速度・ 等加速度直線運動・ 単位時間当たりの速度の変化量 12-01 ルーム ・初速度 〔m/s〕, t秒後の速度v[m/s], 変位 8[m] v=w+at, 8=wt+{₂a², 3-w²=2as 9 次の等加速度直線運動について,それぞれ加速度を求めよ。 (1) 走者がスタート後 2.0秒間で20m走った。 20m÷2.05=10m/s 10m15-0ms 10ml² (2) 速さ20m/sで進んでいた自動車が加速して10秒間で300m進んだ。 = 5m/s² 300m=10s= 30m/s 30m/s-20m/s - I mis 105 (3) 10m/sの速さで動いていた電車が,加速して100m進んだ地点では20m/s になった。 10 初速度12m/sで右に向かって出発した物体が, 5.0秒後には左向きに8.0m/s の速さになっ た。物体は等加速度直線運動をしているものとする。 (1) 物体の加速度の大きさと向きを求めよ。 (2) 物体の運動の向きが変わったのは何秒後か。 また、このときまでに移動した距離は何mか (3) 物体の5.0秒後の位置は、出発点からいずれの方向に何mか。

解き方の解説をお願いします🥺

問8 オメガ 1の3乗根のうち, 虚数であるものの1つをωで表すとき,次のことを示 せ。 p.48 Training27 p.65 Levelp (1) 1の3乗根は, 1, w, w2 の3つである。 (2) w²+w+1=0

ここの三重根の外し方を教えてください。 どういう計算するんですか？

解説 (1) 静止衛星は. T=24×60×60 = 8.64×10 (2) 角速度w [rad/s] は, 2π 2×3.14 -=7.26x10-57.3x10-5(rad T 8.64×10' (3) 万有引力が向心力となって円運動をするので、静止 質量を m〔kg〕,軌道半径を [m], 地球の質量をM 万有引力定数を G[N･m²/kg] とすると, 円運動の運 式より, @= mrw² = G Mm GM __ (6.7×10-11) × (6.0×1024 ) w² (7.26×10-5)2 7³ = ≒ =7.62... × 1022 ≒7.6×1022 ゆえに,r= 3/76×107≒4.2×10'[m] Mm 22 162 0.64 倍 解説 地球の質量を M, ある物体の質量をm, 万有引力定 とすると. mg' = G Mm R+ 20 2. R2 4 = G Mm 5 (FR) 16 16 Mm G R2 = 12 25 2

物理基礎　単振動 なぜこれは加速度がマイナスになるのでしょうか？

Step 2 解答編 p.74~79 月 139 単振動次の ]を埋めよ。 単振動は,一般に ① 運動する物体の正射影とし て表される。円の半径をA, 角速度をw, 時刻 0 のときの物体の位置をPとすると, 時刻におけるス クリーン上のx座標はx=② と表される。 時刻 t におけるスクリーン上の単振動の速度を 加速度を a αとすると,v=1 (3) a= ④ と表される。 α を x を用いて表すと, α= ⑤ であ る。また、 v=⑥ が正に最大になるとき, ⑦ となる。 単振動において とよぶ。 質量mの物体にF = - Kx (K は正の定数)と表される wを⑨ A ような いて,T= 11 と表される。 a= 光 スクリーン (1) この単振動の周期はいくらか。 (2) この単振動の振動数はいくらか。 Twt -A JP 0リ 物体は単振動する。 このときの周期T は, m, K を用 力がはたらくとき, センサー 41 43, 44 140 単振動 原点 (x=0) を中心にæ軸上を単振動をしている物体がある。この物体は, 時刻 t=0[3] のとき,原点をx軸の正の向きに最大の速さ 0.30m/sで通過した。また, x=0.10[m]の位置における加速度の大きさは0.40m/s² であった。 (1) この単振動の角振動数はいくらか。 (2) この単振動の振幅はいくらか。 (3) この単振動の変位xの式と速度の式を求めよ。 センサー 44 物理 基礎 物理 141 単振動の周期 質量 0.50kgの物体が単振動をしている。 この物体には、振動の 中心から0.10mの位置で,振動の中心に向かう向きに80Nの力がはたらいていた。 = 3.14 とする。 センサー 41,42 10 142 水平ばね振り子 ばね定数が50N/m の軽いばねの一端に,質量 2.0kgのおもり をつけた水平ばね振り子がある。 ばねの他端をなめらかな水平面上の一点に固定し、お もりを水平面上でつり合いの位置から 0.30m だけ引いてから、静かにはなすと, おも りは単振動した。 π = 3.14 とする。 (1) この単振動の振幅はいくらか。 (2) この単振動の周期はいくらか。 (3) この単振動の振動数はいくらか。 (4) おもりの速さの最大値はいくらか。 (5) おもりの加速度の最大値はいくらか。 センサー 42,43, 44

86番のMissの内容について なぜ斜面に垂直な方向での釣り合いの式をつくってはいけないのでしょうか？ 個人的には運動方程式をつくれない(向心力と向きが一致しない)ので斜面に垂直な方向を作る必要はないと思ってます。 教えてほしいです。

86 Nを分解して考えるとわかりやす びどう い。 鉛直方向には微動だにしないから, つり合いが成り立つ。 Miss 斜面を上り下りする物体のときの ように、斜面に垂直な方向でのつり 合い式をつくる人がいる。

なぜ点Bでの運動エネルギーを考えないのですか？

基本例題 23 仕事 長さ 0.20mの軽い糸に質量 5.0kgのおもりをつけた振り子 がある。 図のように,糸が鉛直線と60°の角をなす位置Aから おもりを静かにはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 と する。 おもりがAからBまで移動する間に、糸が引く力がおも りにする仕事 W1 [J], 重力がおもりにする仕事 W2 〔J〕 をそれ ぞれ求めよ。 解答 糸が引く力はおもりの運動の向きに垂 直にはたらくので仕事をしない。 RADS W=0J AとBでの位置エネルギーの差が, 重 力がする仕事に相当するので 「U=mgh」 より W2=5.0×9.8×0.10-0=4.9J 重力 112 解説動画 糸が 引く力 指針 おもりにはたらく力は糸が引く力と重力である。 おもりの動く向きと反対向きにはたら 力は負の仕事をし、 おもりの動く向きに垂直にはたらく力は仕事をしない。 0 +2 A 0.20m AQ--- 0.20m 60° 0.20-0.10 基準水平面 =0.10m Bl 60° B 0.20 = 0 0.201

(4)でa=-Aw^2sinwtと、-w^2xがあるとおもうのですが、どっちにも当てはめられるのに、-w^2xじゃないと、だめですか

110章 力学Ⅱ 基本例題 30 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。 x=3.0mの点Pにあるとき、物体は12Nの力を受け -0.50 0 ているとする。 指針 単振動の基本式を用いて計算する。 (1) 運動方程式F=mw'xから角振動数ωを 求め, T=2π/ω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, 速さを示す式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。 おける速度、加 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。 解説 (1) 運動方程式F=-mw'xに, 点Pでの値を代入すると, -12=-1.0ײ×3.0 w=4.0 w=2.0rad/s 周期は, 2π T= W ○ 変位 x を表す式 x = Asinwt から, 3.0 = 5.0 sinwt xx (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。公ずつぼつが① (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, 加速度はいくらか。 I 20 (5) 物体の加速度の大きさの最大値はいくらか。 本例題31 2π 2.0 == 3.14 sinwt 3 5 JESC 3.1s 基本問題 217,218,219 ばね振り子 Q 12N V=Awcasit にもっていく 3.0cm Goog 4 sin'wt+cos'wt=1から, coswt=± 点Pでの速さは, v=|Awcoswt|= 5.0×2.0× <=8 -=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 α=-ω'x を用い a=-2.02×(-0.50)=2.0m/s2 と、 5 右向きに 2.0r (5) 振動の両端で加速度の大きさが最大とな a=Aw²=5.0×(2.0)²=20m/s2 Q Point 単振動の特徴 単振動において,振動の中心では, 速さが 加速度および復元力の大きさが0となる。 振動の両端では,速さが0. 加速度および 力の大きさが最大となる。

物理の力学の問題です。 何から手をつければいいか分かりません。 解法を詳しく教えて頂きたいです。

内径rの半円型のお椀に、太さの無視できる、長さL、質量mの一様な 棒が、図のように、半円上の点とお椀の縁の2点で接している。お椀と 棒の間に摩擦はなく、 接点を拡大すると、 図のように接平面を持つ。 棒がお椀の上で釣り合いを保つための条件をr,L,m,gから必要なものを 用いて表せ。ただしgは重力加速度とする。 ①11111 r Lm g ///////

物理、重要問題集の44の(4)で 解答のF=k(L-L0)=mg、つまり弾性力が重力と等しくなる理由を教えてください！

標準問題 A 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O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Oから [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 に答え (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w [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)の状態からを徐々に上げていったら, w=w [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 〔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Z] [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。 必解

仕事とエネルギーについての問題です。 （キ）と（ク）がなんでこの答えになるのかがわかりません。計算過程と解説をどなたかお願いします。

【7】 ( 明治大) 次の文中の空欄 ( )に適する式を所定の欄に記入せよ。 また, をそれぞれの解答群から一つ選べ。 X 図のように, あらい斜面上に質量の無視できるばねがあり, その下端 Q が固定されている。このばねは 斜面に沿って伸縮できる。 ばねははじめ自然の長さであり、このときのばねの上端 P の位置を x=0とし の小物体を静かに置く。 物体と斜面の間の静止摩擦係数をμlo, 動摩擦係数をμ',重力加速度の大きさを て斜面に沿って軸をとり, 下向きを正とする。 x=0より斜面に沿って距離も上がった地点Rに質量m とする。以下では、ばねと斜面の間の摩擦を無視してよい。また物体の大きさも無視してよい。 0 x=0 ア R に最も適するもの (I) 斜面の傾斜角6が小さいとき, 物体は静止したままであった。このとき、物体にはたらく摩擦力の大き イ さは ア である。 傾斜角をある角度より大きくしたところ、物体は斜面に沿って下降した。この 場合、斜面に沿った方向に物体が受ける力は,物体がばねに接触するまでは、 たがって、物体が斜面に沿ってLだけ下降して, ばねに接触する直前の速さVはウ で与えられる。 し である。 物体は、ばねと接した後, ばねと離れることなく運動し, ばねは最大d だけ縮んだ。 do だけ縮んだと きのばねの弾性エネルギー Ek は, ばね定数をkとするとE=(a)である。 物体が斜面に沿ってx=0か らx=d まで下降する間に重力が物体にした仕事はW= であり、摩擦力がした仕事は W2=オである。 ばねの弾性エネルギーEk, 接触する直前に物体のもっていた運動エネルギー 1 m2 の間には カ という関係式が成り立つ。 (ⅡI) 次に, 斜面の傾斜角9を0より大きいままにして, 物体をばねの上端 らだけ縮めてから静かに放す。 ここで物体が静止し続ける山の条件はキ である。 d がこの条件を 満たさず,物体が斜面を上がり始める場合を考えよう。物体はそのx座標がxになるところまで上がって いき, そこで速度がゼロになった。物体がx=dからx=xへ動いたときのばねの弾性エネルギーの変化と 重力による位置エネルギーの変化の和は、摩擦力がした仕事に等しい。｡ このことを利用すればx = | であることが導かれる。 ク ばねを自然の長さか に連結し,