この問題の解き方がわかりません、 解説お願いします。 並行軸の定理の問題です。

(4) 平行軸の定理とは、「慣性モーメント I=重心を通り、元の回転軸と平行な軸の慣性モーメント Ic+総 質量M×軸間の距離入」 である。 図のように質量M 半径aの球を長さの振り子に取り付けた。 この振り子の 慣性モーメントを求めよ。 ただし糸の質量は無視 O [] a

(2)で、向心力をSsinθとして計算していますが、mgtanθが向心力として等速円運動していると考えて計算してもいいのでしょうか？教えてください🙏

例題1 円錐 右の図のように、軽い糸の端に質量mの小さなおも りをつけて振り子をつくり, おもりを水平面内で等速 円運動をさせる(このようなものを円錐振り子という)。 糸の長さをL,糸と鉛直線とのなす角を0として,次 の問いに答えよ。ただし,重力加速度の大きさをg, 円周率をとする。 (1) 糸がおもりを引く力の大きさSはいくらか。 (2) 等速円運動の周期Tはいくらか。 指針 して円の中心方向の運動方程式をつくる。 解 (1) 図のように,おもりにはたらく力を円の中心方向 (水平方向) と, それと垂 の2カ 直な鉛直方向に分解して考える。糸がおもりを引く力と重力 の鉛直方向の成分はつり合っているから, 鉛直上向きを正として Scost-mg=0 向心力としてはたらく力を考え,これに着目 ….... ① (2) 3mgとの合力は円の中心を向いており, おも りが等速円運動をするための向心力となっている。 この合力の大きさはこの水平方向の成分 Ssine に 等しい。 これより, 等速円運動の運動方程式は,円 運動の半径を , 角速度をωとして, mrw²=Ssine ...... ② また, r = Lsin0 となるので,これと式 ①, ② より よって, w= 答 (1)S= よって, S= w²== g Lcos したがって,T= mg cose mg coso 2π W (2) T=271 Lcose g n~/ L cos0 g g Lcose Š 0 Ssine m Scost m omg

これの①②④の解説お願いします。

太郎さんは、 振り子の運動を調べる実験を行い, ノートにまとめた。 下の(1)~(4)の問いに答 えなさい。 ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさはINとし, おもり」 3 摩擦や空気抵抗は考えないものとする。 また, 糸のたるみや伸縮は考えないものとする。 もり以外の物体の質量 太郎さんの実験ノートの一部 【実験】 点Pの真下に固定した糸Xに質量 400gの金属球a をとりつけた。その後、図1 のように、糸Yを手で引いて,基準面から20cmの位置で金属球aを静止させた あと、静かに糸Yをはなした。 【結果】 図2のように、金属球aは基準面を通過し,基準面から20cmの位置まで上がった。 *Y 金属球 a 天井 重力 ※x. 金属 a * X 糸 Y (1) 図1の金属球aにはたらく重力について表した図として,最も適当なものを,次のア~エ の中から一つ選んで, その記号を書きなさい。 ア イ 金属球 a 重力 40cm 30cm --20 cm 10cm -基準面 0000 図2 系 X ウ 40cm 30cm 20cm 10cm 基準面 糸Y 金属球 a 重力 *X 図3 *X I 金属球 a *Y ア (2) 実験において, 金属球 a が基準面から20cmの位置まで上がった瞬間に糸Xが切れたと すると, 金属球aはどの向きに運動すると考えられるか,最も適当なものを,図2のア の中から一つ選んで, その記号を書きなさい。 (3) 下線部のような結果になった理由を, エネルギーの名称にふれながら説明しなさい。 (4) 図3のように, 点Pの真下で基準面から30cmの位 置にくぎを固定し、 実験と同様に,基準面から20cm の位置で金属球aを静止させたあと, 静かに糸Yをは なした。 このとき, 糸Xがくぎにぶつかったあと,金 属球aはどの位置まで上がったと考えられるか, 最も 適当なものを次のア~エの中から一つ選んで, その 記号を書きなさい。 ア 基準面から40cmの位置まで上がった。 イ基準面から30cmの位置まで上がった。 ウ基準面から20cmの位置まで上がった。 エ基準面から10cmの位置まで上がった。 P 金属球 a, 重力 花子さんは. あと(1) (2) 税 花子さんの 【実験1】 赤 に入 -40 cm -30cm -20cm --10 cm -基準面 を水 フ着つこ 着色 a² 的 (実

至急です💦 教えてください。 お願いします💦

4 太郎さんと花子さんは、 先生と一緒に、 振り子の運動とエネルギーの移り変わりについて調 べるため、次の実験を行った。 あとの (1)~(4) の問いに答えなさい。 ただし、 物体間の摩擦や 空気抵抗、糸のたるみは考えないものとする。 実験 1 【手順】 ① 図1のような装置をつくり、 小 球の最下点を点Pとした。 2 図2のように、点Pから20cm の位置にある点Aまで小球を持ち 上げた。 また､小球が2個のセン サーの間を通る位置に簡易速度計 を置いた。 ⑤点Aから小球を静かにはなしたところ、小球は簡易速度計を通過したあと、基準面 から4cmの位置にある点Bを通過した。 図3 エネルギーの 大きさ 0 点B 図1 点P スタンド 点A 小球 太郎さんと花子さんは、 実験1の結果について先生と話し合っている。 先生: 振り子の運動では、 位置エネルギーが運動エネルギーに移り変わっていますね。 太郎:図2の小球が運動しているときの、小球がもつ位置エネルギーと運動エネルギーの 大きさの変化を図3のように表しました。 花子:小球の位置が最も高い点Aでは、位置エネルギーが最大になっています。小球の位 置が最も低い点Pでは、運動エネルギーが最大になっています。 先生 : そうですね。 では、図3をもとにして、各点でのエネルギーの大きさを比べてみま しょう。 【位置エネルギーの大きさの変化】 点B 4cm JA エネルギーの 大きさ 図2 -9- 0 簡易速度計し 点P 20cm B 基準面 点A 【運動エネルギーの大きさの変化】 点P 点A 実験1のあと、 太郎さんと花子さんは、エネルギーの移り変わりについて先生と話し合って いる。 太郎 : 先生、 実験1では、 位置エネルギーと運動エネルギーの移り変わりを調べました。 エネルギーにはいろいろな種類があるので、エネルギーの移り変わり方は、1通り ではなく、 何通りもあるのでしょうか。 先生:そうですね。 運動エネルギーが光エネルギーや熱エネルギーに移り変わったり、弾 性エネルギーが力学的エネルギーに移り変わったりするなど、 何通りもありますね。

物理の問題です！簡単そうでできません。教えてください！

2 質量200gのおもりを糸につけ,0点からつり下げて振り子をつ くった。 図1のように,おもりをC点からA点まで手で引き上げ, 静かにはなし, おもりを振らせた。 おもりの高さはC点を含む基準 面からの高さで表し、糸の質量やのび, 空気の抵抗は考えないもの として,次の問いに答えなさい。 □(1) おもりがB,C,D の各点を通過するときの速さを比べて大 きいものから順にB,C,Dを左から並べて, 記号を書きなさい。 図 1 A -B M C D E 基準面

現在、高2の者です。先日、自分が通っている塾で高校物理の単振動の範囲の小テストがあったのですが、それに関して質問があります。 添付した写真の問題の(3)で加速度の最大値を求める際に、私はつり合いの位置を原点とした運動方程式を考えました。 　　　ma = -kx　　 上... Read More

右の図のように, 軽いばねAに, 質量m=1.0[kg]の小球をつるすと, ばねは自然長からx=9.8[cm]伸びて静止した。 重力加速度の大きさを g=9.8[m/s2]として,次の問いに答えよ。 (計50点) (1) このばねのばね定数k [N/m] を求めよ。 ( 10点) mino (2) ばねが自然の長さになるように, 小球を手で支えてから, 静かに手をはなすと, 小球 は単振動を始めた。 このとき, 単振動の振幅A[m] と周期T [s] を求めよ。 (各10点 計20点) . (3) (2) のとき、加速度の大きさの最大値amax [m/s2] と, 速さの最大値vmax [m/s] を求め よ。 (各10点 計20点)

物理の力学の問題です。問Iの運動方程式の立て方がわかりません。どなたか教えてください。

第2問 次の文章を読み、 下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点12) 水平面との傾き角が0(0<0<号)のなめらかな斜面がある。 のなめら 面を箱がすべり降りている。 箱の中には、質量mのおもりを天井からつるした振 り子があって、箱に対して静止している。 斜面に沿って下向きにx軸、斜面に垂直 下向きにy軸をとる。 重力加速度の大きさをg. 振り子のひもの張力の大きさを とする。また、振り子のひもの向きがy軸となす角度βは図の向きを正とする。 za 1500 y ① ma= 3 ma = ⑤ ⑦ 1 ma = mgsin A Tsin β ma=mgsin0-Tcos β ma = mgcos - Tsin β mgcos A-Tcos β mag - B 3 図1 図1のようにその斜 かな斜面がある。 300 問1 振り子は箱に対して静止しているので、おもりの加速度は箱と同じであり, x軸方向にαであるとする。 振り子のおもりの運動方程式のx成分と成分はそ れぞれどうなるか。 正しいものを、次の①~⑧のうちから一つずつ選べ。 x成分 1 y成分 2 x 0 【8分】 ②0mgsin0-Tsinβ 4 0= mgsin 0-Tcos B ⑥0mgcos-Tsin β (8 0= mgcos - Tcos B

問2のイの問題で、周期が2分の1になる理由がわかりません。考え方を教えて欲しいです🙇‍♀️

㊙ 50. 水平ばね振り子 06分 ばね定数kの軽いばねの一端に質 量 m の小物体を取り付け,あらい水平面上に置き、ばねの他端を 壁に取り付けた。 図のようにx軸をとり, ばねが自然の長さのとき の小物体の位置を原点とする。 ただし, 重力加速度の大きさをg, 小物体と水平面の間の静止摩擦 係数を μ,動摩擦係数をμ'′ とする。 また, 小物体はx軸方向にのみ運動するものとする。 問1 小物体を位置xで静かにはなしたとき, 小物体が静止したままであるような位置の最大値 "kx = julg XM を表す式として正しいものを,次の ① ~ ⑦ のうちから1つ選べ。 J = 2= wiz. μmg_ Jumg_ 2μmg μ'mg μ'mg ② (3) 2μmg_ k ④0 (5) 6 ⑦ 2k 2k k k ① 問2 次の文章中の空欄 ア イに入れる式の組合せとして正しいものを,下の①~ ⑧ のうちから 01つ選べ。 問1の XM より右側で小物体を静かにはなすと, 小物体は動き始め、次に速度が0となったのは時 間が経過したときであった。 この間に, 小物体にはたらく力の水平成分 F は, 小物体の位置を x とするとF=-k(x-ア) と表される。 この力は,小物体に位置ア を中心とする単振動を生 じさせる力と同じである。 このことから, 時間は イとわかる。 イ イ F-- 1 (2-2) 水 ① (2 [③ 4 ア μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k π m √ k 2π π 2π m V k k m k V m [⑤] ⑥ ⑦ 8 ア μ'mg k μ'mg k μ'mg k μ'mg k m T√ k m V k 2π π 2π k m k m kx. k o o o o o o o m ×29 t₁ = 2² My [2018 本試]

写真の問題についてですが、 「最下点の運動エネ>最高点の位置エネ」のとき、物体は回り続け、「最下点の運動エネ=最高点の位置エネ」のとき、物体は最高点で静止すると思うのですが、 「最下点の運動エネ<最高点の位置エネ」という状況のとき、物体はどのような運動をするのでしょうか？

エネルギー 52 長さの軽い棒の端に質量mの小球Pを取り付け,他端を 中心にして鉛直面内でなめらかに回転できるようにした。 最下 点でいくらの速さを与えれば一回転するか。 |棒 Pom

物理の計算方法についてです。 解説の4行目なのですが、なぜ√5を分母分子にかけているのでしょうか。 そのままじゃダメな理由がわからないです。

182 単振動の周期 ①鉛直ばね振り子と ②単振り子について, 以下の(1) ~ (5) の条件 下では,単振動の周期はそれぞれ何倍に なるか。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とし,平方根はそのままでよい。 (1) おもりの質量を4倍にする。 k m ①鉛直ばね振り子 ② 単振り子 m (2) ばねの長さを半分に, 振り子の長さを半分にする。 (3) 遊園地の乗り物 「フリーフォール」 の中に置く。 (みかけの重力加速度の大きさ は0m/s² となる) (4) 1.2m/s² の加速度で上昇する世界最高速エレベーターの中に置く｡ (みかけの重 力加速度の大きさは11m/s2 となる) (5) 振幅を3倍にする。