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Physics Senior High

(2)では、なぜSsinθ=mgtanθとなるのですか? mgtanθとは何の力ですか?教えてください🙏

基本例題28 円錐振り子 図のように,長さの糸の一端を固定し、他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。 糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には、おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として, 水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1) では,鉛直方向の力のつりあいの式, (2) では、円の中心方向 (半径方向)の運動方程式を立 てる。なお、円運動の半径はUsinoである。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scos0=mg 7 S Scoso 10_ Ssine Img S=mg coso (2)糸の張力の水平成分 Ssind=mgtan0が向 心力となる。 運動方程式 mrw²Fから, |基本問題 203, 204,205 m (Usind) w2=mgtand 2π W 周期T は,T= =2π 00 Sano @= BEN l cos 0 g Scooso Icose 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって みえる力のつりあ いの式を立てると, Ssin0=mgtan O (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (l sine) w²-mg tan0=0 m mig... g DS PIOS US m (Isin) w² S mg Q Poin 《Point 向心力は,重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく, 円運動を生じさせる 原因となる力の総称で、 常に円の中心を向く。 第Ⅱ章力学Ⅱ 3

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Physics Senior High

高校物理基礎です。 解き方を教えて欲しいです🙇‍♀️

62 仕事の原理 教p.72 水平面と30°の角をなすなめらかな斜面 にそって質量20kgの物体をゆっくり引き 上げる。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 30° (1) 引き上げるために必要な力の大きさ F] [N] を求めよ。 (2) 斜面にそって10m引き上げるのに必要な仕事 W1 [J]] を求めよ。 (3) この物体を、同じ高さまで斜面を利用せず鉛直上方に引き上げ るのに必要な仕事 W2 [J] を求めよ。 (1) 物体を引き上げる力は重力の斜面にそった成分とつりあってい る。 直角三角形の辺の長さの比より F1 : (20×9.8)=1:2 2F1=196 よって F1=98N (2) 斜面にそった力は98N なので, 「W=Fx」より W=98×10=9.8×102J (3) 斜面にそって10m 引き上げたときの高さんは、 直角三角形の 辺の長さの比より h:10=1:2 ・ よって h=5.0m 物体を鉛直上方に引き上げるために必要な力 F2 は重力とつり あっているので20×9.8N となる。 「W=Fx」より W=Fzh= (20×9.8) ×5.0=9.8×10²J 62 (1) (2) ● 98 N 9.8×10³ J (3) 斜面を使って物体を引き上げる と力は小さくてすむが、 引き上 げる距離が長くなり、 鉛直上 に引き上げる仕事と等しくなる。 JB 9.8×102 J 260° 30° 30° The 10 m 63 20×9.8N /30° 30° h 1

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