問2 の弾性力による位置エネの式の意味がわかりません。よろしくおねがいします

15 問1 問2 ⑥ ドーは保存されるので から水平面上を運動して 問1 図aのように、上のばねは だけ伸び、下のばねは だけ縮んでいる。 よって 小球にはたらく力は、大きさ から点に達する 存されるので、重力に 水平面とすると の上のばねが上向きに引く力、 大きさ fi-k(l-h) 1-M の下のばねが上向きに押す力と 大きさ mgの下向きの重力であ る。 したがって, 小球にはたら 力のつりあいから 12 h mg 15 面にする直前の小 k(l-h)+k(l-h)-mg=0 であるので にする。 地球上での h=l- mg 2k ギーは、 この力学的エネル の2つの運動エネ 以上より,正しいものは ① 問2 小球の高さが1になったとき, ばねの長さの合 計がyなので,図bのように, 上のばねはy-21 だ け伸び、下のばねは自然の長さとなっている。 よっ て, 小球にはたらく力は,大きさ fi=k(y-21) の上のばねが上向きに引く力と大 きさmgの下向きの重力である。 したがって, 小球にはたらく力の つりあいから k(y-21)-mg=0 であるので 0000000 y= mg_ k +21 た y-21 ト mg 重力加速度の 動摩擦力は物 ある。 物体の初 までの距離を! レギーの変化が 2μg は24倍に 2倍になる。 ③となる。 また, 手がした仕事 W は ば ねとおもりからなる系の力学的エ ネルギーの変化であり、図aと図 bの状態の小球の重力による位置 エネルギーの変化 40 と弾性 力による位置エネルギー(弾性エ 図 ネルギー)の変化 40th の和に等しい。 よって W-40 +40 ばね =mg(1-n+1/24(y-212-12(1m)×2} =mg(1-h)+1/21k(y-21)-(1ール)。 以上より,正しいものは ⑥。

（１）についてです ma＝Fという公式を使うのはわかるのですが、右辺のFをどう求めたのかがわかりません なぜ10.0−4.9をしてFが出るのでしょうか 教えていただけると幸いです

基本例題14 摩擦力と加速度 m 図のように, 粗い水平面上に置かれた質量 1.0kgの物体に, 右向きに 10.0Nの力を一定の時間加えてすべらせたあと, 力 を加えるのをやめた。 次の各問に答えよ。 ただし, 物体と面 との間の動摩擦係数を0.50, 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 基本問題 94,95,96 10.0 N AN垂直抗力 →a 加速度 g 動摩擦力 (1) 力を加えている間の, 物体の加速度を求めよ。 Vmg =1x9.8 (2) 力を加えるのをやめたあと, 物体がすべっている間の加速度を求めよ。 指針 物体は,左向きに動摩擦力を受けて いる。「F' =μ'N」 の式を用いて動摩擦力の大き さを求め, 運動方程式から加速度を求める。 =9.8N 右向きを正とし, 加速度をα 〔m/s2] とすると, 運動方程式 「ma=F」 は, 1.0×α = 10.0-4.9 α=5.1m/s2 ■解説 (1) 鉛直方向の力のつりあいから, 垂直抗力Nは重力に等しく, N=1.0×9.8=9.8 右向きに 5.1m/s 2 Nなので、動摩擦力 F'' は, F'=μ'N=0.50×9.8 =4.9N a₁ 9.8N (2)力を加えるのをやめたあとも、面をすべっ ている間, 物体は左向きに 4.9Nの動摩擦力を 受ける。 右向きを正とし, 加速度を α2 〔m/s2] とすると, 運動方程式 「ma=F」は, |10.0N 物体が受ける力は図の 1.0×αz=-4.9 a2=-4.9m/s2 ようになる。 74.9N 9.8N 左向きに 4.9m/s2 (2

図の問題の答えがウになる理由が分かりません。 どなたか教えてください

90cm くらか。 ] 等速直線 ] 紙テープ だんだん大きくなる力がはたらいている。 ウ 運動方向と同じ向きに、だんだん小さくなる力がはたらいている。 運動方向と反対向きに,大きさが一定の力がはたらいている。 オ 運動方向と反対向きに, だんだん大きくなる力がはたらいている。 カ 運動方向と反対向きに, だんだん小さくなる力がはたらいている。 キ力はつり合ったままである。 3 レールをCD 間の中点Mで切断し,図 2のような状態にした。 このとき, A点 で小球を静かに放してレール上をすべら せたとき,Mから飛び出したあとの小球 の経路として最も近いものを、 図2のア 〜ウから1つ選び, 記号で答えよ。 図2 小球 同じ深さ A ア M B 水平 C 191 〈浮力と仕事・力学的エネルギー〉 (奈良・東大寺学園高) 次の文章を読み, あとの問いに答えなさい。 密度1.4g/cm3の液体が十分大きな容器に入れられている。 液体から十分深 いところに、体積100cm,質量120gのボールがある。 このボールは液体中で ○ も変形しないものとする。なお,質量100gの物体にはたらく重力の大きさを 力の向きと物体の動いた向きが正反対のときは、仕事を負 液体 4m ○ボール

物理の棒の釣り合いの問題です。 棒の質量は1.0kgなのに、なぜ棒の重力？(真ん中にかかる力)は1.0gなんですか？

8 第1編力と運動 Let's Try! 例題 5 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に糸をつけ, 天井からつるした。 このとき糸の張力は98Nとな り棒は水平につりあった。 A, B につるしたおもりの質量 ma, mB [kg] を 求めよ。 重力加速度の大きさを g=9.8m/s^ とする。 指針 未知の力 (おもりの重力) がA, B に加わるので,その一方の点のまわりの 力のモーメントのつりあい, および鉛直方向の力のつりあいを考える。 解答 点Aのまわりの力のモーメントのつりあいより 10g × 7.0-1.0g×10-mg×20=0 鉛直方向の力のつりあいより よって mB=3.0kg 10g-mag-1.0g-3.0g=0 よって mA=6.0kg -6 解説動画 7.0cm P リードC リード C 例題 F=98N=10×9.8N =10g (g=9.8m/s2) 棒の 長さの軽 この棒に質量 30°の角をな 擦力の大き 指針 A 解答 棒に モーメ 鉛直 7.0cm A P B 10 cm 10cm 1.0g MBg 水 Imag 5. 剛体のつりあい 共通の軸をもち, 半径が10cmと30cmの2つの円板を固定した 装置がある。 軸を水平に支え, 図のように2つのおもりを下げたとき,円板はどちらにも回 転しなかった。 おもりBの質量m[kg] を求めよ。 30cm 10cm- A B 6.0kg m 7. 棒 14

【1】の(1) 【2】の(3) 【3】の(2)(3) を教えていただけるとありがたいです

【1】 物体が, 直線上を点A~Dまで運動した。 そのときの物体の速さと 時間との関係は,図のようになる。 次の各問に答えよ。 # [m/s] B 30 進行する向きを正とし, 加速度 α と時間との関係を表すグラフを描け。 (2) AD 間の距離を求めよ。 A 3 0 1 2 3 5 [分] 10 (2) 30x5x3 +30×2 +30x * +040 + 25 30 95 【2】 橋の上から小球を静かに落としたところ, 2.0s 後に水面に達した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 として, 次の各問に答えよ。 橋 ●小球 000000000000000000 (1) 水面から橋までの高さはいくらか。 (2) 水面に達する直前の速さはいくらか。 (3) 橋の高さの中央を通過するときの速さはいくらか。 y = // ge² v=gt 02=2gg 2 19.6 19.6m4 9.8× 2 19.6 19.6m (12=1/2×9.8×= (2) v=gt 水面 (3)=2gg r2=2×9.8×9.8= 【3】 ある高さのビルの屋上から,鉛直上向きに速さ 9.8m/sで小球を投げ上げたとこ ろ 3.0s 後に地面に達した。 重力加速度の大きさを9.8m/s2をして、次の各問に答えよ。 (1) 小球を投げ上げてから最高点に達するまでの時間と, 屋上から最高点までの高さ を求めよ。 (2) 小球が地面に達する直前の速さを求めよ。 (3)地面からのビルの高さを求めよ。 L=vo-gt (1) 0 = =9.8-8 (2) y=voc-1/81212-vo2-286 0-9.8-98-1 t=0 y=4.8×1-1/2×98×1=9.8-4.9=4.9m # 9.8m/s 地面

（1）の解答でなぜ鉛直成分が0になるのですか？速度が0になるのではないのですか？ 教えてください。

解 高さ40mのビルの屋上から,水平方向と30°の角をなすように 斜め上方に向かって速さ 20m/sで小石を投げた。 ただし,重力加 速度の大きさを10m/s' とする。 (1) 小石の最高点の地面からの高さはい くらか。 20 m/s ) 30° (2) 小石が地面に達するまでに何秒かか るか。 40m (3) 小石が地面に当たるときの速度の方 向が, 地面となす角0はいくらか。 (4) 小石はビルから何m離れた点に落ちるか。 屋上を原点 0, 右向きにx軸, 上向きにy軸をとる。 投げた瞬間を時刻 0, 地面に達する時刻を〔秒] とする。 水平方向は等速直線運動, 鉛直方向は鉛直投げ上げの公式を用いる。 (1) 最高点での速度の鉛直成分は0なので 02- (20sin 30°)=-2×10×h y 〔m〕

（1）の解説の1行目の式はどこからきたものですか？ 教えてください。

解 例題 6★ v. [m/s] 高さん 〔m〕 のビルの屋上から, 水平方 向に速さv [m/s] で小石を投げた。 た だし,重力加速度の大きさをg 〔m/s2] とする。 h [m] (1) 小石が地面に達するまでに何秒かか るか。 (2) 小石はビルから何m離れた点に落ちるか。 (3) 地面に達する直前の小石の速さはいくらか。 屋上を原点 0, 右向きにx軸, 下向きにy軸をとる。 投げた瞬間を時刻 0, 地面に達する時刻を t 〔秒] とする。 水平方向は等速直線運動, 鉛直方向は自由落下の式を用いる。 h= (1) h = 1/12gtより 2h t= (s) g 0v [m/s] l ►x (m) ↓9 [m/s] t〔秒〕 Ux

写真3枚目の（2）の解説の2行目が分からないので教えてください。

[例題」 水平面上の点 0 から, 30°上方に20m/sの速さで小石を投げ た。重力加速度の大きさを10m/s2 とする。答は のままで D (1) 投げた瞬間の速度の水平成分 vox 〔m/s〕,鉛直成分 Voy [1 を求めよ。 (2) 0.5秒後の速さ” [m/s] を求めよ。

①、②まではわかるんですけど答えがなぜそうなるのかわからないです。

60 60 Chapter 2 力のつり合い 問2-3 のおもりを ている。このときの2本の糸の張力の大きさをそれぞれ求めよ。 ただし、 速度の大きさを とする。 解きかた この場合は、 ませんね。 問2-1 のように単純に力のつり合いの式を立てることが そこで、力を鉛直方向と水平方向に分解してつり合いの式を立てるわけです 問2-3 糸 1 45゜ 45° 2-4 力の解 61 糸2 22 まずおもりにはたらく力を図示するという手順は同じです。 ページ真ん中の図のようになります。 そして、張力を鉛直方向と水平方向に分解して、そのそれぞれについて 力のつり合いの式を立てると |求める張力の大きさをそれぞれ T1 T2 とすると, おもりにはたらく力はも 物体にはたらく力を分解すると・・・ Tsin 45° T2sin 45° T2 T₁ ここを理解したら どんぐりを 食べようっと 鉛直方向: T sin45°+T2 sin45°=mg ...... ① 回 水平方向: T cos45°=T2 cos45° ......② = √2 sin45°cos45 ですから,①,②式を解いて mg T₁ = T₂ =√2 このように、力のつり合いを考えるうえで,力を分解する方法はよく使われます。 この例のように,鉛直と水平に分解するのがいちばんオーソドックスですが 他の分解のしかたでも問題は解けます。 どのように分解すれば、いちばんきれいに解けるかを意識するようにしましょう。 お 45° Ticos 45° よって ・ 45° T2 cos 45° mg 力の分解成分 F sin 0 角をなす力Fの 水平 鉛直成分は Fcos 0, Fsin 0に なるのじゃ B

物理基礎　 この問題の答えはアなんですが、「重いものほど到達点は低くなると予想できるからウとエはまずない」という考え方は合っていますか？

3.下図のように,水平な床から鉛直上向きまたは 45°上向きに,それぞれ小球を打ち出す。矢 印は小球を打ち出す向きを示している。アとイの小球の質量はm,ウとエの小球の質量は 2m である。打ち出された瞬間に,いずれの小球も同じ運動エネルギーを持っていたとする。この とき,最も高い位置に到達する小球はどれか。最も適当なものを、下のア~エのうちから一つ 選べ。 ただし, 空気の抵抗は無視できるものとする。 ア イ H 床 112 0 m X45° mxcocas J2 2 m 0 45° X45° 2m 2m