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Physics Senior High

解き方を簡単でいいので教えてください🙇 (答えは下にあります)

|453物体の運動方程式 質量m (kg)の小球 A と 2m [kg]の小球 Bが軽い糸でつな / がれている。図のように, この糸を2個の定滑車と動滑車 P。 に通し,動滑車Pには質量 M [kg)の小球 Cをつるした。 滑 車はなめらかに回転し, その質量は無視できる。 重力加速度 の大きさはg [m/s?] とする。 (1) 糸が張った状態で固定しておいた小球 A, B, Cを同時 にはなしたら,小球は動き出した。 このとき, 小球 A, B, Cの加速度を鉛直上向きを正としてそれぞれ a, b, c [m/s°]で, また, 糸が小球Aを引く力をT[N]で表す。 小球 A, B, Cそれぞれの運 動を表す運動方程式を m, M, g, T, a, b, cの中の必要なものを用いて表せ。 (2) 小球が動き出してから微小な時間t [s) が経過したあとの小球A, B, Cの変位を, 鉛直上向きを正としてそれぞれ*A) Xg, Xc [m]とする。 XA, XB, Xc [m] を a, b, C, tの中の必要なものを用いて表せ。 (3) 小球 A, Bが1本の糸でつながれているため, xA, Xp Icがたがいに制約される という条件と, (2)の結果から, a, b6, cが満たすべき関係式を求めよ。 (4) a, b, c [m/s?] をそれぞれ m, M, gを用いて表せ。 (5) 小球Cが静止したまま, 小球AとBだけが運動する場合がありうる。このとき, M (kg)が満たすべき条件を m [kg}を用いて表せ。 (6) (5) の条件が満たされているときのa, b [m/s°] をそれぞれg [m/s°] を用いて表せ。 解習(1) A:ma=T-mg, B: 2mb=T-2mg, C: Mc=2T-Mg Aの m kg) BO 2m (kg] M (kg] (2) エム=ラa (m), xg=- 1 (m), ズB= (m), xc= (3) a+b+2c=0 5M-8m M-8m 8m-3M (4) a= -g [m/s?], b= -g [m/s°], c= 3M+8m 3M+8m 3M+8m (6) a= (m/s, b=-Im/s") 8 (5) M= m 3

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Mathematics Senior High

(1)のマーカー部分なのですが、なぜ上から下のようになるのでしょうか。 教えていただきたいです!

(1) nを2以上の自然数とするとき,x"-1を(x-1)?で割ったときの余りを求 【学習院大) めよ。 S+ 8-301-2- (2) 3x100+2x°7 +1 をx°+1で割ったときの余りを求めよ。 .97 基本 53,54 指針>実際に割り算して余りを求めるのは非現実的である。.88~90 でも学習したように, の 割り算の問題 等式 A=BQ+R の利用 303() ……… 体 (x)0 S R の次数に注意,B=0 を考える がポイント。 (1),(2) ともに割る式は2次式であるから, 余りは ax+b とおける。 (1) 割り算の等式を書いてx=1を代入することは思いつくが,それだけでは足りない。 そこで,次の恒等式を利用する。ただし, nは2以上の自然数,α'=1, 6=1 a"-6=(a-b)(a"-1+a"-"bta"-'6°+……+ab"-2+6"-1) (2) x°+1=0 の解は x=±i. x3i を割り算の等式に代入して, 複素数の相等条件) A, Bが実数のときA+Bi=0→ A=0, B=0 土(x)を利用。 解答 (1) x"-1を(x-1)で割ったときの商をQ(x), 余りを ax+b即解(1)二項定理の利用。 x"-13{(x-1)+1}"-1 =C,(x-1)"+…+Ca(x-1)? とすると,次の等式が成り立つ。 xm-13(x-1)°Q(x) +ax+b6 …… ① ス十ス) 0=a+b すなわち 6=-a 両辺にx=1を代入すると のに代入して =(x-1){(x-1)2+…+.C} x"-1=(x-1)Q(x)+ax-a +nx-n FV2は =(x-1){(x-1)Q(x)+a} -選因念 ゆえに,余りは nx-n また,(x-a)°の割り算は微 分法(第6章)を利用するのも 有効である(p.305 重要例題 194など)。微分法を学習す る時期になったら,ぜひ参照 してほしい。 ここで,x"-1=(x-1)(x"-1+x"-2+ +1)であるから xn-1+x"-2+ +13(x-1)Q(x)+a+x この式の両辺にx=1を代入すると n個 よって b=-aであるから 6=-n a=n 10-15 mえに 求める余りは nx-n

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