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Physics Senior High

わかるところだけでもいいので教えてください!

較16則振り了〒とエレベーター内での円難振り子 [A) 天井に固定した長さんの軽い糸に, 質量が の小球がつ けてある。糸がたるまないように小球を持ち上げ, そっと はなしたところ, 図1 のように, 小球は円弧を描きながら 旬直面内で振動を始めた。和糸と鉛直線とのなす角を 9 (た だし図 1 に示す鉛直線に対して右側を正とする),重加 速度は鉛直下向きで大きさを 9, 円周率を x とする。次の 問いに答えよ。 ュ (1) 円孤にそった向きの小球の加速度を っ としたとき, 円 綴にそった向きの小球の運動方程式を み, o, 9, の を用いて表せ。ただし, 。は 図1での の増える向きを正とし, 小球が鉛直線の右側にあるとして考えよ。 (⑫ 振動の振幅がきわめて小さいとき, 振動は単振動とみなせる。このときの振動の 周期也をんと9を用いて表せ。 【B 天井に固定した長さんの軽い糸に, 質量 婦 の小球がつ けてある。小球を水平面内で反時計回りに等加円運動させ たとき, 図2のように, 糸と鉛直線とのなす角が 9。 となっ た。重力加速度は銘直下向きで大きさを 9, 円周素を と する。次の問いに答えよ。 (3) 小球の等速円運動の周期 7。 を, 9, 9。を用いて表せ。 次に糸を, ばね定数が ん 自然の長さがとの軽いばねに取 図2 りかえた。小球を水平面内で反時計回りに等束円運動させた とき, ばねが 4ル 伸びて鉛直線とのなす角が 9, となり, 角速度の大きさ e が(⑬) と同 じとなった。ばねの伸び 4 を求めたい。 (⑳ 小球にはたらくばねの弾性力の大きさぐをんと 4を用いて表せ。 ⑯) 小球にはたらくばねの弾性力と遠心の水平方向のつりあいの式をS, 9, が 4 ゅ を用いて表せ。 (6) ④, ⑤ の結果を用いて, ばねの伸び 4とを, , 9, 4 9。 を用いて表せ。

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Physics Senior High

(ii)の⑧ですが、自分はh(1-cosθ)+Vc²sin²θ/2gというこたえになったのですが、解答には力学的エネルギー保存の法則よりh-Vc²cos²θ/2gとなっています。自分の答えは間違っていますか?

次の文章中の空所0 -⑪を数式で埋めなきい。 語に示す ょうに。 なめらかな曲面 ABC がある。ただし, 曲面 BC は半径 の円到面であり, 点B は曲面 ABC の最下点に位置している。 点Bをとおる水平面から高さんの点Aに質量 み の小球を革き, そこか ら静かに放すと, 小球は曲面 ABC を離れることなく点Cから前方にあ る釣直のなめらかな壁に向かって飛び出していった。小球は, 鉛直な壁 と点Dで垂直に, はねかえり係数 (反発係数) e で衝突した後、はねかえ されて水平な床面の点Eじを落下した。これら小球の一連の運動について 考えてみよう。ただし, 空気抵抗の虹響は無視できるものとする。 (3) はじめに。 質量 の小球が点じを飛び出していく瞬間の速きを求めよう。 位置エネルギーの基準面を点 | HB をとおる水平面にとり。 重力加速度の大きさを の とすると, 点Aの位置における小球の位置エネルギー は( ④ ) と表きれる。また, 半径んの円弧面 BC の中心を0としたとき, OB と OC のなす角度をのとす | れば, 点Cの位置における小球の位置エネルギーは( ② ) となる。小球が点じを飛び出す有購間の速さを | とおいて旋学的エネルギー保存則を適用する と 小球の速き oc は, の。 ん 9 を用いて, =( ⑨ ) と| られる。 3 9 次に。 点Cと壁との間の水平方向の距離 と。点Bをとおる水平面から点Dまでの高き 万, を求めよう。 小球が点C を飛び出す瞬間の速度の水平成分の大きさは, , 9 を用いて( ④ ) と表さきれ, また, 鉛直成 分の大ききは, 同じく 2x。 の を用いると( ⑤ ) と表される。小球は壁と点Dにおいて垂直に衝突するの でで」 壁に衝突じた瞬間における小球の速度の鉛直成分の大きさは 0 になる。じたがって, 点Cを飛び出し , た小球が壁と点D において垂直に衝突するまでにかかる時間 』 は。 kg, 9 を用いで ヵー( ⑥ ) と求め| られる』 ごれより」 壁までの距離は。 の, の を用いると, とニ=( ⑦ ) と表きれる。 さらに, 高き 所! は。 kw。 の のを用いて 所=( ⑥⑧ ) となる。 . (最後に 小球が点Dから点に落下するまでにかかる時間 4と, 壁から広面の点EEまでの水平方向の距 次基を求めよう上床画から点Dまでの高きを刀とすれば, は, 9 と万を用いて 』三( ⑨ ) と求められ が球が点D において壁に垂直に衝突する直前の速さきを 。 とすれば, 特突直後の小球の速きは。 iq⑩ ) と表される。これより, 距離7」は, me, 9, を用ぃて, 項計(⑪)Rめら

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Mathematics Senior High

線をつけたところなのですがなぜマイナスをつけるのですか?位置エネルギーでもなくただある高さから地上までにたどりつく時の時間を求める問題ですよね?なぜですか誰教えてください。

Ed手引 。 吉図にがすよう に. の点Aに置き, 8B 対にはな す。 点A の 語はAm)とする 小 赴点Bを通過 し, 点 上上のように和希直面内に立てた半径mjの回転レールを 1 周する。その後。 括き 上あらい床 EF を通過し, 半径2ァの円弧状斜面を通り円弧の中心角が60′ となる 男6から空中に放出される。 そして, 点Gより1.5ヶ だけ低い床面上の点Hに落下す 市あらい床 EE の動摩擦係数を 0.5 とし, あらい上床 EE 以外はなめらかであるとする 束』小球の大きさ, 空気抵抗は無視 し, 重力加速度の大きさは g[m/sJとする。 旧球が点B を通過するときの速さ 中[m/s]を9. ヵ を用いて答えよ。 四球が回転レールの最上点D を通過したとすると, 点Dでの速さ ILm/s]の条件 を5 を用いて答えよ。 四球が回転レールの最上点 D を通過するには, 点A の高きを回転レールの半符 7の何倍以上とすればよいか答えよ。 明族球が上声G から放出されるときの速き 共[m/s]を 9, ヵ 7 を用いて人答えよ。 罰がが空中に放出されてから点H に落下するまでの時間[s]を 9 r を用いて 者えよ。 (15 鳥取大党) 実力問題 213

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