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Physics Senior High

赤の矢印の部分なのですが、「V0>0なので」と書かなくて良いのですか?

の円筒から離れるときの条件」 STEP 2)1間違えやすい問題を攻略しよう 例題日半径方向の運動方程式は?├ STEP えんとク 右図のように、 点Oを中心とする半径rの円筒を鉛直面で半分に切ったも のが、最下点Aで水平面となめらかにつながっている。水平面上にある質 O。 量mの小球を速さ voで水平にすべらせたところ, 小球は最高点Bまで円筒 m 内面に沿って運動し, 点Bから水平に空中へ飛び出した。小球と面との間 Do O→ 水平面 A の摩擦は無視できるものとし, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 小球がZAOP=0となる円筒内面の点Pを通過するときの速さを求めよ。 小球が(1)の点Pを通過するときに円筒内面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 (3) 小球が点Bまで円筒内面から離れずに運動できるための の最小値を求めよ。 ココを間違う! 小球は円筒内面に沿って円運動をする。点Pで小球にはたらく力を円の半径方向と接線方向 に分解し,半径方向の運動方程式をつくる。その際, 円の中心へ向かう向きを正の向きとする (あるいは小球とともに運動する観測者から見て半径方向の力のつり合いの式をつくる)。 また,小球が面から離れない条件は 「面から受ける垂直抗力と 0」 である。 解答例 (1) 小球が点Pを通過するときの速さを»とすると, 水平面を重力によ る位置エネルギーの基準として, 力学的エネルギー保存の法則より 下図の高さ AHは AH=0A-OH =rーrcose =1-cos) 州=m大州gr(1-cos) 1 ーmvo? 2 -mv?+mgr(1-cos0) 2 r (答) よって、ひ=Voo-2gr(1-cos) (2) 小球が点Pを通過するときに円筒内面から受ける垂直抗力の大きさ をNとして,OP 方向の運動方程式をつくるとココ H A 2小球にはたらく力の半 径方向の成分だけで運 動方程式をつくる。 円 の中心向きを正の向き ,2 m- r =N-mgcos0 よって,N=m- -+mg cos0 r この式に(1)の結果の式を代入して とする。 vo°-2gr(1-cos0) N= m +mg cos @ ス r v0° r PO (mgcosé +mg(3cos0-2) …(答) (3) 0=180° とした点が点Bであるから,0=180° として(2) で求めた垂 直抗力の大きさが0 ココとなるときのあを求めればよい。 = m- r A mg 小球が点Bで面から受 ける垂直抗力が0以上 であれば、小球は点B にたどりつける。 20? 十mg(3cos 180°--2) 0= m r 2 Vo° 0= m- +mg(-3-2) よって, v0=V5gr . (答) r 面から離れるときの垂直抗力は

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Mathematics Senior High

青チャート数1Aです。 採点をしただけると嬉しいです。

101 基本 例題59 V7 が無理数であることの証明 00 V7 は無理数であることを証明せよ。 ただし, nを自然数とするとき, n?が7の 倍数ならば,nは7の倍数であることを用いてよいものとする。 【類九州大) 基本 58 指針> 無理数であることを 直接証明することは難しい。 そこで, 前ページの例題と同様 ○ 直接がだめなら間接で 背理法 に従い「無理数である」 =「有理数でない」 を, 背理法で証明する。 つまり、7 が有理数(すなわち 既約分数 で表される) と仮定して矛盾を導く。 補 2つの自然数 a, bが1以外に公約数をもたないとき, aとbは 互いに素である 2章 (数学A参照)といい, このとき, は既約分数 である。 b 解答 V7 が無理数でないと仮定すると, 1以外に正の公約数をもた a 『ない自然数 a, あを用いて, V7= と表される。 A17 は実数であり, 無理数 でないと仮定しているから, a=/7b a=76° このとき 有理数である。 両辺を2乗すると よって,α'は7の倍数であるから, aも7の倍数である。 ゆえに,cを自然数として, a=7cと表される。 この両辺を2乗すると の, 2 から よって,6°は7の倍数であるから,bも7の倍数である。 ゆえに,aとbは公約数7をもつ。 これは,aとbが1以外に公約数をもたないことに矛盾する。 したがって,V7 は無理数である。 の 例題の「ただし書き」 を用 いている。 a°=49c? 76°=49c? すなわち 6=7c?円 これも,「ただし書き」によ る。 検討 上の解答で示した背理法による証明法は,(2, /3 , /5 などが無理数であることの証明にも用 いられる証明法である。この場合 「n°がk(k=2, 3, 5) の倍数であればnも々の倍数である」 ことを利用する。なお, 上の例題文のように, 「(*)を用いてよい」などと書かれていなければ, (*)も証明しておいた方が無難である。 参考 「自然数 nに対し, n°が7の倍数ならば, nは7の倍数である」ことの証明は, p.98 基本 例題 56 と同様にしてできる。 位散でけな)」が真であることを 7命題と証明

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