(3)が分かりません💦 式だけでも教えていただけると助かります🙇‍♀️

21. 円筒の内面をすべり上がる運動 半径rの内面のなめらかな半円筒が, 縦断面 STを 鉛直にして固定され,下端Sになめらかな斜面が続 いている。 斜面上, Sからの高さんの点Pから,質 量mの小球を初速度0ですべらせる。 重力加速度の 大きさをg とする。 (1) 小球が ∠TOQ=0 の点Qを通る瞬間に面から 受ける抗力 Nの大きさを求めよ (0は中心である。 (2) 小球が円筒の頂点 T を通るためには, んはいく ら以上でなければならないか。 (3) h=2のとき, 小球はTの手前の点Eで面から離れ, 放物運動に移る。 放物運動 の最高点 H の, Eからの高さH を求めよ。 ヒント (2) 点丁で垂直抗力を受けていれば (N≧ 0), 点Tを通過できる。 2mgh 5 解答(1) (3) ・Y 27 V - - mg(2+3cos 0) (2) 5r 2 Po T S N

(1)が分かりません。釣り合いの式だけでも書いていただけると助かります🙇‍♀️ 答えは赤色でマーカーが引いてあるところです。

21. 円筒の内面をすべり上がる運動 半径rの内面のなめらかな半円筒が, 縦断面 STを 鉛直にして固定され,下端Sになめらかな斜面が続 いている。 斜面上, Sからの高さんの点Pから,質 量mの小球を初速度0ですべらせる。 重力加速度の 大きさをg とする。 (1) 小球が ∠TOQ=0の点Qを通る瞬間に面から 受ける抗力 Nの大きさを求めよ (0は中心である。 (2) 小球が円筒の頂点Tを通るためには、んはいく ら以上でなければならないか。 (3) h=2r のとき､小球はTの手前の点Eで面から離れ, 放物運動に移る。 放物運動 の最高点 H の, Eからの高さH を求めよ。 ヒント (2) 点で垂直抗力を受けていれば (N≧ 0), 点Tを通過できる。 5 解答 (1) mg(2+3cos0) (2) (3) ・r 27 2mgh V 5r 2 ..Po T S N

この問題の解説をして欲しいです。途中式や計算方法を教えて欲しいです。お願いします。

17 生徒 A, B が斜面上の台車の運動に関する実験を 行った。 静止していた台車を、斜面にそって上向き に手で押して, 斜面上をすべり上がらせる。 台車か ら手をはなしたのち, 台車は最高点に達し、その後, 斜面を降下した。 台車に内蔵されている速度センサ ーにより, 台車の運動を調べたところ, 速さと経 過時間の関係を表すグラフは図のようになった。 次の会話を読み, 空欄に当てはまる適切な語句を下 の選択肢から選べ。 A : 「グラフは特徴的な形をしているね。 特に, 時刻 t1,f2, t3 に着目するとよさそうだ よ。」 B: ｢そうだね。 台車が最高点に達するのは, 1 と考えられるね。｣ A:「台車が降下するときに, 台車にはたらく合力の大きさはわかるかな。｣ B : 「台車が降下するときのグラフの傾きの大きさから 2がわかるから,あとは 3 を調べれば, 求めることができるね。」 の選択肢] ① 時刻なの瞬間 ② 時刻の瞬間 ③ 時刻 t3の瞬間 VA t₁ 23 の選択肢] ① 台車の移動距離 ② 台車の速さ ③ 台車の加速度の大きさ ④ 台車の質量

この問題の解説をして欲しいです。途中式や計算方法を教えて欲しいです。お願いします。

9 なめらかな水平面上に置いたばね定数 32N/m のばねがある。 図のように,ば ねの一端を固定し、他端に質量 2.0kg の物体を押しつけ, 自然の長さから 自然の長さ : 0.70 m wwwwwww B A 0.70m だけ縮めた状態から, 物体を静かにはなす。 物体はばねが自然の長さになった位 置でばねから離れ, 水平面と点Aでつながったなめらかな曲面上をすべり上がり 水平 面からの高さがん [m]の最高点 B に達した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 点Aでの物体の速さ A [m/s] を求めよ。 (2) 点Bの高さん [m] を求めよ。

一枚目が問題、2枚目が模範解答です。 （3）が分かりません、（2）の結果をどこに代入しているのかが知りたいです。

38 発展 斜方投射図のように水平から60°の斜め合 上方に小球を発射する装置がある。 小球を速さ”で鉛直 な壁面に向かって打ち出した。 小球は, 高さが最高点に 達したとき, 点Qで壁面に垂直に衝突した。 壁は点P から水平方向に/だけ離れており、点Qは点Pよりん だけ高い位置にあった。 ただし, 小球は壁と垂直な鉛直 面内を運動し,空気抵抗は無視できるものとする。 また, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 発射直後において、 小球の水平方向の速さは一である。発射から壁に衝突するまで、 小球は水平方向には速度が一定の運動をする。 発射直後から小球が壁に到達するまで の時間tを, v, lを用いて表せ。 P tai 小球 人60° √√3 2 (2) 発射直後において, 小球の鉛直方向の速さは ひである。 小球は鉛直方向には加 41 速度が一定の鉛直投げ上げ運動をし、点Qで鉛直投げ上げ運動の最高点に達する。 h 一定の鉛直投げ上げ運動を を, v, g を用いて表せ。 (3) はZの何倍か求めよ。 20 センター試験 改

(2)の解答が解き直しの時になんとなくわかったような気がするのですが、あまり納得できていないので、1から教えて欲しいです🙇‍♀️ お願いします🙏 解答はd=0.10[m]

7 Uさんはこれまでの学習内容を実験で確かめてみようと思い、以下の実験を行った。 図1のように、なめらかな水平面上に2つの台となめらかな斜面を固定した。右側の斜面上に台車を 置いて静かにはなしたところ、台車は斜面を下った後に水平面上を運動した。 また水平面上を運動し た台車は、その後左側の斜面を上り、最高点に達した。この様子を1秒間に50打点打つ記録タイ マーでテープに記録した。 一連の運動を表1のように、 区間1~区間3の3つの区間に分けて考える。 ただし2つの斜面と水平面はなめらかに接続されているとし、台車の運動方向を加速度、および速度 の正の向きとする。また静かにはなした瞬間の時刻を0秒として、以下の問いに答えよ。 記録タイマー 台車 台 記録テープの長さ 区間 区間1 区間2 区間3 (a) 5打点ごとの記録テープ 図1 実験の様子 台車の運動の様子 右側の斜面上を加速度 4.0m/s2の等加速度直線運動している区間 水平面上を等速直線運動している区間 左側の斜面上を加速度 -4.0m/s2の等加速度直線運動している区間 表1 台車の運動の様子 O (1) 図2は記録テープを5打点ごとに切り、各区間ごとに記録した順に左から並べたもの(以下、グラフと ~③のうちからそれぞれ1つ いう)である。各区間のグラフとして最も適当なものを以下の選択肢 ① ずつ選べ。 3 36 . 記録テープの長さ . . 5打点ごとの記録テープ ☆ (2) 図2 ①中の記録テープ(a)の長さd [m〕 (図中の) を求めよ。 ☆ (③) 時刻 0.20秒から0.40 秒までの平均の速度v[m/s] を求めよ。 ☆ (4) 区間の距離 x [m] を求めよ。 ② 図2 各区間ごとの記録テープのグラフ 0.25. 1,00 物理A 2枚目 記録テープの長さ 台 4m/m 0.18 0.64-0.16 0.4 -0.2 5打点ごとの記録テープ (3 5打点 記録 テープ 0.48 0.2 0.01 lo 2.4 -0. 0 0.6

(5)(6)の解き方が全く分かりません😭 お願いします🙇‍♀️ 解答は (5)t=4√3V。sinθ/3g[s] (6)tanθ=√3/2

5 図1のように、 水平面上で水平面に対して8の角度で小球を投げ上げた。 小球の初速度の大きさをv[m/s] 重力加速度の大きさをg〔m/s2] と する。 Vosing 〇 (1) 小球が最高点に達する時刻 t] [s] を求めよ。 O (2) 最高点の高さH [m] を求めよ。 〇(2) 小球が水平面に落下する点までの水平到達距離L [m] を求めよ。 ○ (4) 角度日を何度にとると、(3) の水平到達距離が最大となるか。 必要であれば、2sincos0= sin 20 を用いて考えよ。 Vocos 次に図2のように、水平面とのなす角が30° の斜面上の1点から、小球を斜面の 上方に向かって斜面に対して角度日、初速度 v[m/s]で投げ上げる。ただし、 0° < 0 < 60°とする。 また重力加速度の大きさをg[m/s2]とする。 ☆ (⑤) 投げ上げてから斜面と衝突するまでの時間 t [s] を vo,g, 0 で表せ。 小球が斜面に対して垂直に衝突するためには、tan e の値がいくらで あればよいか。 Vo vo. 図1 8 Yosine 9 Sine. 30° 図2 d lr

(4)の式の意味は、分かるのですが計算の仕方が分からないので、教えてください。計算の過程がよく分かりません

真上に速さ 14.7m/sで投げ上げた｡ 小球 Aは, 投げ上げた地点を通過して地面に達した。 重力加速度の 大きさを9.8m/s²として,次の各問に答えよ。 (1) 小球Aが地面に達するのは、 投げ上げてから何s後か。 (2) 小球Bをビルの屋上から自由落下させる。 小球AとBを 同時に地面に到達させるためには、小球Aを投げ上げてから 何s後に小球Bを落下させればよいか。 44.2球の投げ上げ小球Aを鉛直上向きに投げ上げ、最高点に 達した瞬間に､小球Bを地面から鉛直上向きに速さ。で投げ上げ た。このとき、図のように、小球Aは地面から高さんの点にあり、 小球Bの真上に位置していた｡ 小球Aが最高点に達した時刻を f = 0, 小球 A,Bが衝突する時刻をt, 重力加速度の大きさを として、次の各問に答えよ。 (1) 衝突時における小球 A, B の地面からの高さを (2) 時刻, 0, h を用いて表せ。 (3) 衝突時における小球 A, B の地面からの高さを 1₁=h Vo (3) (2) の結果を, (1) のya の式に代入すると, gh² =h- 2 - 1/2 gt₁,² = n − 1 1/2 g (h) ² = ₁ 2v, ² んー 2-1/2 gt₁²=v₁t₁-1/2 gt₁² YA=h- VB = Vot₁- - 1/2gt² (2) 時刻において, 小球A, Bは衝突するので、両者の地面からの高 さは等しく, y = ys となる。 これに (1) の結果を代入すると h-gh² 2002 ->0 14.7m/s 19.6m を含まない式で表せ。 (4) 小球Bが最初に地面に落下する前に小球Aと衝突するための条件を求めよ。 26²> 0h gh 2 V₂> AO ④ 小球A, Bの衝突する高さが,地面よりも上となる条件を求めれば 「よい。 (3) の結果を利用して, YA> 0 とすると, gh 2 h を含んだ式でそれぞれ表せ。 BQ.. 45. 気球からの投げ上げ 解答 (1) 2.8m (2) 鉛直上向きに 7.7m/s (3) 鉛直下向きに 4.9m/s 指針 1.0s 間で気球が上昇した距離は, 投げ上げた位置からすれ違っ た位置までの高さに等しい (図)。 地面から見たとき, 小球は, 気球の上 昇する速度と, 気球に対する小球の初速度を合成した速度で、 投げ上げ られたように見える。 (3) 気球に対する小球の相対速度, すなわち, 気 球から見た小球の速度は, 気球→小球小球として求められる。 解説 (1) 気球は1.0s 間, 鉛直上向きに 2.8m/sの速さで等速直線 運動をしているので, 上昇距離 x [m] は, x=vt=2.8×1.0=2.8m 小球A (2) 小球を投げ上げた位置を原点に,鉛直上向きを正とするy軸をとる。 小球は, t=1.0sのときにy=2.8mの位置で気球の上端Pとすれ違う ので、地面から見た小球の初速度をv[m/s] とすると 小球B 別解(3 入しても同 れる｡ VB Vo X- =h- y[m] gh 20 は速 あり、 答に適さ 0 鉛直

この問題の（カ）で、v'＝√V x二乗＋V y二乗となっているのですが、これは、 x成分と y成分の速さを合成したということですか？

8. <斜面をのぼる小球の運動〉 水平な面(下面)の上に,高さんの 水平な平面(上面)が斜面でなめらか につながっている。 図に示すように x, y, y'軸をとり、斜面の角度は軸方向から見た断面図 である。 下面上でy軸の正の向きに y軸とのなす角を 6, として. 質量 mの小球を速さで走らせた。 な お.06 <90° かつ">0とし、小球は面から飛び上がることはないものとする。 また, 重 力加速度の大きさをgとし、斜面はなめらかであるとする。 次のアイに入る最も適当なものを文末の選択肢群から選べ。 また. ウクに入る数式を求めよ。 (1) 斜面をのぼりだした小球は、x軸方向にはア, 斜面上のy'軸方向にはイをす る。 小球が斜面をのぼりきって上面に到達したときの小球の速度x成分の大きさは y成分の大きさはエ(のぼりきる直前の速度のy成分の大きさに等しい)。 ま た。斜面をのぼり始めてから上面に到達するまでにかかる時間はオである。上面で sin 小球の進む方向とy軸とのなす角度を 62 とすると, 0, と 62 の関係は、 と sind= なる。 (2) 初速度の大きさを一定に保ちながら, 0, を0から徐々に増やしていったとき, 0, が小 さいうちは小球は上面に到達した。 しかし, 6, がある角度に達すると上面に到達でき ずに下面にもどってきた。 このときの6cの満たす条件は, sinc=キであり、また 200cのとき小球が斜面をのぼり始めてから再び下面にもどるまでにかかる時間は [クである。 イの選択肢] ア ①等速度運動 ③ 加速度 a-gcos の等加速度運動 ⑤ 加速度 αー の等加速度運動 ⑦ 加速度 α! の等加速度運動 sind 9 tan ② 加速度 α-gsin ⑩ 加速度 α=-gtan ⑥ 加速度 α= COS 6 の等加速度運 の等加速度運動 の等加速度運動 (上智大)

この問題の（カ）で、v'＝√V x二乗＋V y二乗となっているのですが、これは、 x成分と y成分の速さを合成したということですか？

8. <斜面をのぼる小球の運動〉 水平な面(下面)の上に,高さんの 水平な平面(上面)が斜面でなめらか につながっている。 図に示すように x, y, y'軸をとり、斜面の角度は軸方向から見た断面図 である。 下面上でy軸の正の向きに y軸とのなす角を 6, として. 質量 mの小球を速さで走らせた。 な お.06 <90° かつ">0とし、小球は面から飛び上がることはないものとする。 また, 重 力加速度の大きさをgとし、斜面はなめらかであるとする。 次のアイに入る最も適当なものを文末の選択肢群から選べ。 また. ウクに入る数式を求めよ。 (1) 斜面をのぼりだした小球は、x軸方向にはア, 斜面上のy'軸方向にはイをす る。 小球が斜面をのぼりきって上面に到達したときの小球の速度x成分の大きさは y成分の大きさはエ(のぼりきる直前の速度のy成分の大きさに等しい)。 ま た。斜面をのぼり始めてから上面に到達するまでにかかる時間はオである。上面で sin 小球の進む方向とy軸とのなす角度を 62 とすると, 0, と 62 の関係は、 と sind= なる。 (2) 初速度の大きさを一定に保ちながら, 0, を0から徐々に増やしていったとき, 0, が小 さいうちは小球は上面に到達した。 しかし, 6, がある角度に達すると上面に到達でき ずに下面にもどってきた。 このときの6cの満たす条件は, sinc=キであり、また 200cのとき小球が斜面をのぼり始めてから再び下面にもどるまでにかかる時間は [クである。 イの選択肢] ア ①等速度運動 ③ 加速度 a-gcos の等加速度運動 ⑤ 加速度 αー の等加速度運動 ⑦ 加速度 α! の等加速度運動 sind 9 tan ② 加速度 α-gsin ⑩ 加速度 α=-gtan ⑥ 加速度 α= COS 6 の等加速度運 の等加速度運動 の等加速度運動 (上智大)