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Physics Senior High

この剛体のつり合いの問題の答えを教えてください。

図2のように、長さが4Lで質量がmの一様な (よって重心がABの中点にある) 細い棒 AB を摩擦 のある壁に押し当て、 右端 B と壁の上の点Oを軽い糸で結び、棒を水平にする。このとき OAの長 さが3Lであるとする。 重力加速度の大きさを」として以下の空欄を整数か既約分数で埋めよ (こ の問題は√2 のような無理数が答に現れないように調整されている。 (8) (9) は以下の選択肢から 選ぶこと。 (8) と (9) の選択肢・ 1. 時計回り方向 2. 反時計回り方向, 3. 紙面手前から奥, 4. 紙面奥から手前 (i) 点Bに加わる糸の張力が作る点Aの周りの力のモーメント(=トルク)の向きは (8) り、棒の重力が作る点Aの周りの力のモーメントの向きは (9)である。これら2つの力のモー メントのつり合いから糸の張力がmg の (10)倍であることが分かる。 また水平方向と鉛直方向 の力のつり合いから、棒が壁から受ける垂直抗力の大きさがmg の (11) 倍であり、棒にはたら く静止摩擦力の大きさがmgの (12)倍であることがわかる。 (ii) 前問の状態が「棒が滑り出す直前のぎりぎりの状態」であったとすると、壁と棒の間の静止摩擦 係数の値が (13)であることがわかる。 3L O A 4L B Figure 2: 棒に加わる 「重力壁との摩擦力壁からの垂直抗力 ひもの張力」 が釣り合っている

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Physics Undergraduate

物理の問題です。 解説してもらいたいのですが、なぜ積分をするのですか?高校物理取ってなくて分からないところだらけなのです。解説お願いします。

[1] 図のように、斜面方向下向きにX軸 (単位:m) をとり,傾斜角0 (単位: rad) の斜面上の最下点からの距離 (単位:m) 最下点を通る基準水平面か らの高さん (単位:m) に原点Oをとる。 半径R (単位:m), 質量M (単位: kg) の剛体球が,時刻 t0Bに点Oから初速0m/sで降下する。 重力加速度 の大きさを(単位:m/') とし, この運動において、力学的エネルギー保存則 が成り立つものとする。 このとき, (1)~(6)に答えよ。 X 剛体球 h まず,剛体球と斜面との間の摩擦が無視できる場合について考える。 (1) 剛体球と斜面との間の摩擦が無視できて、剛体球が回転することなく滑って斜面上を降下するとき、この剛体球の並進運動 の運動方程式を書け。 (4) 斜面上を滑ることなく転がる剛体球の角速度の大きさ : w= であることを説明せよ。 次に, 球と斜面との間の摩擦が無視できない場合について考える。 剛体球と斜面との間の摩擦が無視できないとき,剛体球は 滑ることなく転がって斜面上を降下した。 1=MR² -MR2 であることを示せ。 (2) 半径R (単位:m) 質量M (単位:kg) の剛体球の慣性モーメントⅠ (単位:kg'm') が, I = ただし, 半径r (単位:m), 質量m (単位:kg) の薄い球殻の慣性モーメントが -mr² (単位:kg・m) であること, 半径r (単位:m) の球の表面積が 4πr2 (単位:m') であり、体積が -TTT" (単位:m) であることを、 それぞれ用いてよい。 3 4 3 (3) 剛体球が点Oで静止している状態からの剛体球の質量中心Cの周りの回転角をゆ (単位 : rad) とする。 剛体球と斜面との間 の摩擦力の大きさを F (単位:N) として,この剛体球の運動方程式を並進運動と回転運動に分けてそれぞれ書け。 de のとき、この剛体球の斜面方向の速さ : v=Rw (単位:m/s) dt (5) (3)の並進運動の運動方程式と回転運動の運動方程式を連立して, この剛体球の斜面方向の並進運動の加速度の大きさが gsin0 (単位:m/s) で与えられることを示せ。 5 (6) この剛体球が斜面上を滑ることなく転がるとき, 最下点におけるこの剛体球の斜面方向の並進運動の速さ V(単位:m/s) が V = -gh (単位:m/s) で与えられることを示せ。 10 7

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Physics Senior High

リードa15ページの問題です! 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30=0で答えが出てこないのは何故ですか?

リード C 0,1 198N /第2章 剛体にはたらく力のつりあい 15 1964 基本問題 13. 棒のつりあい 長さ20cmで質量 1.0kg の一様 な棒ABの両端におもりをつるし, A から 7.0cmの点 Pにばね定数が980N/m のばねの一端をつけた。 ばね の他端を天井に固定して静かに離すと, ばねは10cm伸 び棒は水平につりあった。 A, B につるしたおもり km の質量 ma, me [kg] を求めよ。重力加速度の大きさをg=9.8m/s²とする。 a&№. (a) '///////// 60° A A 14. 棒のつりあい●長さ 0.60m, 重さ 60N の一様な棒 AB を,A端につけた糸でつる し力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) Fは水平 (b) カFは鉛直上向き (c) 棒 AB BL は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F [N] の大きさを求めよ。 F 7.0cm (b) . A なすように立てかける。棒のA端から 1/31 GON ↓F 980 N/m 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり,A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により, 図に示す状態で支えられている。ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 0.10m B (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分,鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ryとする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題3 16. 壁に立てかけた棒のつりあい 長さ 1[m]の軽い棒 AB を, 水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に,水平から 60°の角度を (c) '///////////// 45° l離れた点に重さ W 〔N〕 の A IC 13 130° 60° B 例題3 M60B 例題 3 60° PE, COBY B Na おもりをつるしたところ,棒は静止した。 (1)棒にはたらく鉛直方向および水平方向の力のつりあいの式と,点 Bのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てよ。 棒が壁か ら受ける垂直抗力の大きさを NA 〔N〕, 床から受ける垂直抗力の大きさをNB〔N〕 , 摩 例題 4,24

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Physics Senior High

自由落下と鉛直投げ下ろしの問題です。 問3の問題で、どうして問1で求めた時間のhの部分を4hにして計算しないのかがわかりません。 どなたか教えてください🙏

物理問題 〈注意〉物理の受験者は、次の表に従って3題を解答してください。 59-3 選択問題 2 3と4の2題から1題 解答は物理の解答用紙に記入してください。 ①1 次の文章(ⅠⅡ)を読み、下の各問いに答えよ。 (配点 40) 屋上 ビル Ⅰ 図1のように、水平な地面からの高さが4んのビルの屋上から、小球Aを静かにはなし 落下(自由落下) させた。 A が屋上から距離んだけ落下した瞬間に、同じビルの屋上か ら小球Bを速さで鉛直下向きに投げ下ろしたところ, A,Bは同時に地面に到達した。 重力加速度の大きさをgとし, 空気の抵抗は無視できるものとする。 4k k AB 00 O 図 1 選択問題の出題内容 3波(物理基礎) 4 : 剛体,平面運動(物理) ¥00 (60分) 面 問1 Aを静かにはなしてからAが距離んだけ落下するのに要する時間を, g, h を用 いて表せ。 問2 縦軸にAの速さを,横軸にAを静かにはなしてからの時間をとって表したグラフ は、図2の細い線のようになる。 B の速さと A をはなしてからの時間の関係を表 したグラフとして最も適当なものを、図2の1~4のうちから一つ選び、番号で答え よ。 ただし, 図2中のは同1で求めた時間である。 A, BOL 速さ ti Aのグラフ 図 2 時間 問3 B を投げ下ろしてからBがAと同時に地面に到達するまでの時間を,g, h を用 いて表せ。 ただし、 解答欄には結論だけでなく、考え方や途中の式も記せ。 問4 B を投げ下ろした速さve, g, hを用いて表せ。

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