(1)で何故エでは無くイなのでしょうか？

チャレンジ問題 Step up! 図1は、 A→B→Cと運動する振り子を表したものである。 た だし、摩擦力や空気の抵抗は考えないものとする。 (1) 図1のAでおもりから手をはなした瞬間 に、おもりにはたらく力を正しく表したも のを、次のア~エから選びなさい。 図 1 ア イ ウ I A C B 図2 (2) 振り子のおもりが図1のCに達した 瞬間に糸が切れた。 このとき、 おもりは どの向きに運動するか。 図2のア~エか ら選びなさい。 A COCH C ア I B (3) 図3のように、点Pにくぎを打った。お もりをAからはなし、糸がPに当たったと 図3 H き、おもりはどこまで上がるか。 図3のア~ 工から選びなさい。 P イ A

（４）の(g)が分かりません(黄色マーカー部分)。解答解説(写真3枚目)の部分で、なぜMの水平方向の速さ0、mの水平方向の速さvになるのか分かりません。

283 支点の動く振り子の運動 図1のように, レールの上を水平に移動できる質量 M の台車に質 L 台車M m S ・釘・ ABS O レール mの小球が長さLの軽い糸でつるされており, 鉛直下向きに重力がはたらいている。 重力加速度 の大きさをgとする。糸は伸び縮みせず,また, 台 車とレールの摩擦は無視できるものとする。台車 重心は支点Sにあるものとする。 はじめに,台 車と小球は静止しており,糸は図1のように大き さの無視できる固定された釘によりレールを含む鉛直面内で曲げられている。このと 糸は台車の支点Sから釘までは鉛直で, 釘から小球までは鉛直に対して角度と なっている。支点S から釘までの距離を1Lとする。 図 1 次の(1)~(5)の ( )に適する式を入れよ。 ただし, (a) (b)はM,m,L,g,δの中 から,(c)~(g), (j)は M,m, L, g, vの中から, (h), (i)は M,m, L,g,v, 0 の中 から必要なものを用いて表せ。 また, v は (a)で求めた小球の速さを表すものとする。 (1) 小球を静かに放すと, 小球は右側に動き始め, 小球が最下点に達したのち, 台車 も動き出した。 小球が最下点に達した直後の小球の速さは( a ),糸の張力の大 きさは(b)である。 (2) その後、 図2のように小球は最下点からさらに 台車 M 右側に振れ、 鉛直からの振れ角0 が最大となった。 レール このときの台車の速さはc) 振れ角の余弦 cosは(d)である。 Jo その後、小球の振れ角は減少し,再び小球が最 下点に達した。このときの台車の速さは(e), 小球の速さは(f)である。 (4) その後,糸は再び釘に触れることなく,台車と om 図2 小球は運動を続けた。 このときの台車と小球からなる物体系の重心の水平方向の速 ヒント 282(2) 物体系には外力ははたらかないので, 2物体の重心は一定の速度で動く。 (7)2物体の重心が等速度運動をすることと, 小球が台に対して単振動をすることを利用

いつ熱エネルギーに変換されるのですか？ 問題） 実際の実験では、振り子が何回か振れている間におもりの上がる基準面からの高さはしたいに低くなっていく。その理由をエネルギーの保存の面から簡単に説明せよ。 答え) 振り子のもつ力学的エネルギーの一部が、熱エネルギーなどの別のエ... Read More

(8)と(9)の次元がおかしいと思うのですがこれで本当に合ってますか？🙇‍♂️ (8) 見かけの重力加速度がg´=2gで答えが1/√2倍ではないでしょうか？ (9) 前問で普通の(加速度運動をしていない)振り子が単振り子として振動する条件がv²<=2gl(θが常にπ/2... Read More

問2 図1の単振り子を加速度 a〔m/s']で水平方向に等加速度運動する車に乗 せた。単振り子を車内で観察すると、 図2のように糸が斜めに傾き, 小球は 点Pで静止していた。 このときの糸の張力は2mg 〔N〕 であったとすると, 糸が鉛直下向きとなす角度は (6) 〔rad〕, 車の加速度αは (7) [m/s]である。 また, 点Pを中心として小球を小さく振動させ ると,その周期は (1) の (8)倍となる。 倍となる。 (1) この小球を再び点Pに静止させた後,糸に垂直な方向に速さ” [m/s] で 打ち出した。 このとき糸がたるむことなく小球が点0を中心に円運動を行 うためには,12≧ (9) という条件を満たす必要がある。 P a 0 g =2

フーコーの振り子についておしてえ欲しいです。地球が自転していことを証明しているとあるのですが，それって，北極か南極でしかできないんじゃないかと考えています｡その考えって間違っているのでしょうか？教えてほしいです

フーローの振り子 振り子は宇宙に対して同じ向き に振り続けるが、地球が自転 しているため、地上からみると、 振動面がゆっくりと回転してみ える Ania 良い兄に重いおもりをつる (ふうこをふると、慣性の態 で一定の方向にふれつづけるか 地球自体が自転しているため 時間がたつにつれその方向か わる。

（4）①変わらない②大きくなる なぜ、そのようになるのかが曖昧なので教えてください

(2) E点の基準面からの高さは何cmか。 求めなさい。 50 2N 3 質量が200gのおもりXを糸で天井につるし,図のような振り子をつ くった。次に、おもりXを基準面から910cmの高さのA点まで引き上げ て静かに手をはなすと, おもり XはB点, C点, D点を通過し,E点ま で達して一瞬静止した。 運動とエネルギーに関する(1)~(4)の問いに答え なさい。 ただし, 摩擦や空気の抵抗はないものとする。 □ (1) おもりXのもつ運動エネルギーの大きさが最も大きかったのは,お もりXがどの点を通過したときか。 図のA~E の中から1つ選び,記 号で答えなさい。 おもり X 本科 S 図 AC B 10cm E 基準面 D [ C ] [ 10 cm] 工の中 (3) おもり XがA点からE点まで運動する間, おもりXのもつ力学的エネルギーと位置エネルギーの大きさは どのように変化したか。 次のア~エの中から1つ選び、記号で答えなさい。 ただし, 実線 (一) は力学的エネ ルギー, 破線 (----)は位置エネルギーの大きさを表すものとする。 [ア ] の大きさ エネルギー ア イのエ エネルギー の大きさ エネルギ の大きさ エネルギーへ H 大きさ A C E おもりの位置 IN C E おもりの位置 E おもりの位置 C E おもりの位置 (4) おもりXを質量が400gのおもりYにとりかえ,同じようにA点から運動させた。このとき,次の①~③ の値は,おもりをとりかえる前に比べてどのように変化すると考えられるか。それぞれ簡単に書きなさい。 □ ① おもりが最も低い位置を通過するときの, おもりの速さ 1② おもりが最も高い位置まで振れたときの, おもりのもつ力学的エネルギーの大きさ おもりが一瞬静止するときの,おもりの基準面からの高さ DE ] [ 131 変わらない

（3）合っていますか？

にほ 4 図1のような, 0点を支点とした振り子をつくり, おもりを基準面から 図 1 20cmの高さにあるP点まで引き上げ,静かにはなした。 運動とエネルギーいい に関する(1)~(3)の問いに答えなさい。 ただし, Q点を含む水平面を基準面と し、糸の重さ,空気の抵抗や摩擦は考えないものとする。 □(1) おもりが最も右に振れたときのおもりの高さは,基準面から何cmか。 20cm 求めなさい。 い。 □(2) おもりがQ点から最も右側まで振れる間のおもりの基 図2 おも 20 基準面 I 位置エネルギー 位置エネルギー イ位置エネルギー。 ア位置エネルギー 準面からの高さとおもりのもつ位置エネルギーとの関係を 表しているグラフを,図2のア~エの中から1つ選び, 記 号で答えなさい。 [イ ] □(3) おもりが, P点から最も右側まで振れる間の,おもりのギ cm] もつ力学的エネルギーの変化について簡単に説明しなさい。 0 高さ 高さ 高さ 0 高さ [ 運動エネルギーが減少し、位置エネルギーが増加するため変わらない。 ]

物理基礎の問題です。 大問６の(2)の答えがなぜmgl(1-cosθ)になるのか教えてください

6. 長さ / [m]の軽い糸に質量 m[kg] 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6の角をなす位置 A からおもりを静かにはなし た。おもりがAからBまで移動する間に、 (1) 糸が引く力がおもりにする仕事を求めよ。 (2) 重力がおもりにする仕事を求めよ。 (3)★1=0.50,m=3.0,0=40,g=9.8のとき、重力がおもりにす る仕事を求めよ。 電卓を用いて計算しなさい。 m 0 CB

(2)の解説の赤線部分がわかりません。1/2kd2乗になる理由を教えてください。

例題 6 重力と弾性力が関係する運動 (鉛直ばね振り子) じょうたん ばね定数の軽いばねの上端を固定し、下端に質量mの小球を取り 付け、自然長の位置 0で静かにはなす。 重力加速度の大きさをと する。 (1) 小球にはたらく力がつり合う位置をAとする。 Aでのばねの伸 びdを求めよ。 (2)小球が位置 Aを通過するときの速さ”を求めよ。 m (3) 自然長からのばねの伸びの最大値xを求めよ。 【解説】･･ (1) 位置 A で小球にはたらく重力mgと弾性力kdがつり合うので, kd = mg よって, d= mg k m 1k A (2) 位置 O または位置 A を位置エネルギーの基準としたとき,位置Aと位置 0の力学的 エネルギーはそれぞれ下図のようになる。 位置 Aと位置 0での力学的エネルギーは保存 されるので, 〈位置 0 を基準〉 〈位置 A を基準〉 0+0+0=1/1 -mv² +(-mgd) + kd² 0+ mgd +0 = 1½ mv²+0+1+kd² 2 位置 0 Ko=0 Uo = 0+0 位置 A 11/mv² KA=1/2 Us = -mgd+1/23kd2 m l l l l l l l l l l l l l l 位置 0 k k V Ko=0 Uo = mgd+0 l l l l l l l l l l l l l l l m -基準 位置 A KA = 1 ½ mv² m ・A UA=0+ kd² どちらの場合も”について解き,(1)の結果を代入すると, v = 2gd- kd² = m -d2 g k m k 基準 V

(2)が何回やっても計算ミスで答えが合いません。 確認お願いします！！

B h I l l l l l l l l m l l l l l l l l l + 自然の長さ a 類題19(改) (鉛直ばね振り子) 図のように, ばね定数k [N/m〕 のばねの上端を固定し, 下端に質量m[kg] このおもりを取りつけると, ばねは伸びておもりは静止した。 この点をAとする。 重力加速度の大きさをg 〔m/s'〕 とし, ばねは鉛直方向にのみ運動するとする。 この後、ばねが自然の長さになる所までおもりを持ち上げ, 静かにはなした。 (1)点Aでのばねの伸びa〔m〕をmg,kで表せ。 (2)おもりが点Aを通過するときの速さv[m/s]を m,g, k で表せ。 (3) ばねの伸びの位置を通過するときのおもりの速さ” [m/s] を m, g,k で表せ。 (4) おもりが最下点に達するときのばねの伸びx 〔m〕をaで表せ。 基準 (1) mg =ka つけあい mg as k (2)力エネ保(自然長