この図でNsignθが向心力になる理由を教えてください

2024年度 外部試験利用 物理 96 T さく無視できる。 図のように、車が線分 00' から角度0 ( 199 ED O<< の位置にある円周上を 2 水平面上に固定された半径の半球の内側を走行する車を考えよう。 走行面は点で 走行面を直上方から見た図である。 車の質量はmで大きさは半球の半径と比べてじゅうぶんん としている。 図1は走行面を点Oと半球の中心O' を含む鉛直面で切った断面図である。 している場合を考え、この円周を角度0のレーンと呼ぶことにする。 以下では、一定の速さを 保ちながら一定の角度0のレーンを走行できる条件について考える。 重力加速度の大きさをまと する。 次の間に答えよ。 まず,走行面と車の間に摩擦が働かず, 一定の角度のレーンを走り (イ) 車が走行面より受ける垂直抗力の大きさ N をm, 9, 0 を用いて表せ。 (口) cosb を,,eを用いて表せ。 られる場合を考える 次に、車の進行方向に対して垂直に摩擦力が働く場合を考えよう。 車を進行方向に対して と書くことができる。Fの大きさと横すべり摩擦力の大きさの最大値が等しくなる0は1つ に横すべりさせようとする力は, 重力と遠心力のうち図1の半球の接線方向を向いた力の合力 きの力であり、車の横すべりを防ぐ。 横すべり摩擦力の大きさの最大値はμを正の定数としてい である。 この力Fに対して 「横すべり摩擦力」 が働く。 横すべり摩擦力はFと同じ大きさで は2つ存在する。 このような日が2つある場合のそれぞれを 01, 02 とし, 01 < 00 < 02を満たす とする。 (ハ) 01, 02 に関して成り立つ以下の式の 1 から 4 には + またはの記号が入る。その を答えよ。 v2 gr sin by (tan 01 1F) 2μtan Or 以下では、様々なぁの値を考慮した場合を考える。 v2 gr sin 02 (tan 0.23 ) 14 14 μtan02 (二) 車の速さ”が大きくなるほど01 は大きくなるが, tan 01 はある値以上の大きさになること ○はない。この値をμを用いて表せ。 述) 工学院大 (木) (^) 「3図のように, 滑らかに動くピス モルの理想気体を封入した。 大気圧 車の速さが小さくなるほど 02 は小さくなるが, tan A2 はある値未満の大きさになること 朱神 はない。 この値をμ を用いて表せ。 (へ)どのようなぁでも横すべりしないようなのが存在するためのμの条件を不等式で表せ。 O' mi 温度T)の状態でつりあいの状態 がPになるまでゆっくりピスト さらに、ピストンに加えた 絶対温度になった状態 C- 力を減少 圧力が最初 気体の定圧モル比熱を Cp, CRから必要なものを用し 解答欄には横軸を体積 が一定であるような状態 (状態B, 状態 Cぉ。 切な位置に P2 を言 (状態Aから状態 き、変化する向 (i) 状態 Aから状態 ある部分の面積 〔解答欄 〕 圧力 P2 P ロ) 状態Bから状 ハ) 状態Bからも 二) 状態 A から ホ) 状態 Cから 水平面 2r 2T 図1 図2

電気物理です。途中式も含めて教えていただきたいです。

課題1 5Ωの抵抗と、20Ωの誘導性リアクタンスと、 8Ω の容量性リアクタンスとが、直列に 接続された回路のインピーダンスを記号法で示しなさい。 課題2 図1の RLC 並列回路に 100V、 周波数 60Hz の交流電圧を加えた。 次の各値を求めなさ い。 (1) 電流 IR (2) 電流ﾙ (3) 電流 Ic (4) 全電流I IR IL Ic È [V] 10Ω 100μF 100 mH (5) 全電流と印加電圧の位相差 課題3 図2に示す回路の電流の値を求めなさい。 3V I □3Ω 300 図2 課題3の図 図1 課題2の図

（2）と（3）教えて欲しいです。解説よんでもなかなか理解できなくて…

■ 摩擦角 粗い板の上に質量10kgの物体が置かれている。 いま、右図のように、この板を徐々に傾けていき 板と水平面のなす角を徐々に大きくして 10kg (1) 058 たところ, 30° を超えたとき, 物体が滑りだした。 Jo To 7981 (2) 重力加速度の大きさを 9.8m/s' とし.3=1.73 とする。 (1) 物体と板の間の静止摩擦係数を求めよ。 (3) (2) 物体が滑りだした後,板と水平面の角を30°で固定したところ、物体の加速 L= 98 度の大きさは 0.49m/s' となった。 このときの動摩擦係数を求めよ。 (3) その後; 摩擦係数が等しい 20kgの物体に置き換えて, 板を徐々に傾けた。 F=49-4 物体が滑りだす直前の角度はどのように変化するか答えよ。 A ffrcosgo 49) 737

（3）と（4）の解き方をわかりやすく教えてもらえると嬉しいです。

60 斜面上の摩擦力 傾き 0の粗い斜面上に,質量mの物体が静止してい る。静止摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをと する。 (1) 物体にはたらく垂直抗力の大きさを求めよ。 (2)物体にはたらく静止摩擦力の大きさF を求めよ。 0²-40² = 2x-μgot 162 にsug mor=-u'mg 23 (1) mygcos.o (2) mgsino (3) (3)斜面に平行な力を, 斜面に沿って上向きに加えて物体を動かすにはい らより大きな力を加えればよいか。 (4) (4) 斜面に平行な力を,斜面に沿って下向きに加えて物体を動かすには,い ritt in good くらより大きな力を加えればよいか。

静止摩擦力＜最大静止摩擦力が成り立たないといけない理由？自分でも調べたりしたんですけどあんまりわからなくてわかりやすく教えて欲しいです😭😭

[解説] 102 第1章 力学 55 回転円板上の小物体のテーマ - 等速円運動に必要な力 ( 向心力) 静止摩擦力のはたらく向き (1) 小物体にはたらく摩擦力は,等速円運 動の向心力なので、大きさはmrω'で, 向きは円の中心向きである。・・・答 小物体が等速円運動するためには、 小物体に対して、常に中心に向くカ をおよぼす必要がある。 この力が向 心力であり、本問の場合, 静止摩擦 (2)小物体が円板上を滑らないためには 静止摩擦力≦最大静止摩擦力 →限界の 力がこの力に相当する。 (向心力) が成り立っていればよい。 したがって mr w²≤μmg ここで,ω=(一定) での範囲を聞か れているので rs- mg 2 答 向心力 |速度 Itnic W (3)(2)と同様に考えて mr w² ≤μ mg ここで,(3)ではr= (一定) でωの範 囲を聞かれているので 仮に, 小物体に向心力がはたらいてい ないとすると, 小物体は速度の向きに 進んでしまい、等速円運動できなくな るよ。 μg w r 物体を円 まさかだけ させるのに不 小物体が滑らないということは,小物体には たらく静止摩擦力が最大静止摩擦力μNに 至っていないということだね。 56 円すい振り子のテーマ → 速度にがり出す • 向心力を用いた運動方程式による解法 遠心力を用いた力のつり合いによる解法 糸の張力の大きさをS, おもりの速さ を”とする。

至急です。この問題なのですがなぜ向きが裏から表になるのですか

問題3 図のように、3本の平行な長い直線の導線 A, B, C が 0.030mの 間隔を置いて並べられている。 Aには下向きに L=5.0 [A], B には上向き に I2 = 2.0[A]の電流を流した。 透磁率をμ=4×10-7 [N/A2] とし て 以下の問いに答えなさい. (1) 導線 A, B に流れる電流が、導線Cの位置につくる合成磁場Hの大き さと向き求めなさい。 A B I 12 C 0.030 m 0.030m

センター物理の問題です 解説には、緩くなったのでAの方が遅く、動摩擦係数が大きいとあるのですが、この緩むまでの間は張力が発生してAに左向きの力が加わるためBより遅くなるとも考えられるのではと思っています。 解説お願いします🙇‍♀️

問4 Aに力を加えるのをやめたところ, 糸がゆるみ, AとBは図3のように 糸がゆるんだまましばらく運動を続け, やがて互いに衝突することなく静止 した。 力を加えるのをやめてから A, B がそれぞれ静止するまでにかかった 時間を ta, tB とする。 とμ,および, tA と B の大小関係の組合せとし て正しいものを,下の①~⑥のうちから一つ選べ。 5 図3 ① μA>μB, ta >tB ③ μA>μB, ta = t ④ ⑤ μA>μB, ta <t A ② μ <μB, tat <μB, ta = t ⑥ μA<μB, tat

サ、シ、の変形なのですが、解説見ても次この変形が来ても解ける気がしなくてどういうふうに考えたら解けるか教えてほしいです。

第4問~第7問は、いずれか3問を選択し、解答しなさい。 学Ⅱ 第7問 (選択問題(配点 16) 太郎さんと花子さんは, 右の図のような公園で行われる宝 探しゲームに参加している。 公園には、入り口から入って左 前方に街灯(以下, 点A), 右前方に水飲み場 (以下, 点B) がある。 点Bは点Aから真東に6m進んだ地点にある。 S 入り口 宝探しゲームは、宝が隠された場所についてのヒントをもとに隠された宝を見つ けるものである。 以下, 複素数の偏角は0以上27未満とする。 (太郎さんは任意のスタート地点Sについて同様の考察を行うことにした。すな わち, スタート地点S(0) を原点とする複素数平面で. A(a),B(B) とし,東を実 軸正方向北を虚軸の正の方向で、複素数は原点から東に1m進んだ地点 にあるものを考えた。 2点CD を表す複素数をそれぞれ1.6 とすると r₁ = a+ ケai, β- コ であるから, 点Eを表す複素数について Bi A 夢にな 110 a+β 2 サ シ B- a+B 2 が成り立つ。このことは, 点Eが ス 地点にあることを表している。 -- (1) 第一の宝が隠された場所についてのヒントは次の通りである ・第一の宝のヒント • 公園内のある地点Sをスタート地点とする。 ●点Sから点Aに直進し,点で左回りにだけ向きを変え、その後 2SA だけ直進した点をCとする。 点Sから点Bに直進し,点Bで右回りにだけ向きを変え,その後 2SB だけ直進した点をDとする。 ● 線分 CD の中点Eに宝を隠した。 シ の解答群 cosO+isin0 ② COS → +isin COSπ+isinπ ⑥ COS +isin T MP ス の解答群 ① COS ③ COS ⑤ COS D COS sisin 4 24345474 π+isin T π+isin π 44 ―π nisin 7/1 (1) まず太郎さんと花子さんはスタート地点Sを. 仮に点Aから南に6m進んだ 地点と定めて考えることにした。 S(0) 原点, A(6i) とし,東を実軸の正の方向,北を虚軸の正の方向とする複 素数平面を考える。 r8 このとき2点C,Dを表す複素数をそれぞれ とすると b 18 = アイウ + I |i. 6=h キ であるから, 点Eを表す複素数は ク である。 点Aから西に3m進んだ ① 点Bから東に3m進んだ 線分ABの中点から北に6m進んだ ③ 線分ABの中点から南に6m進んだ スタート地点Sから東に3m進んだ ⑤スタート地点Sから西に3m進んだ (数学II. 数学 B. 数学 C 第7問は次ページに続く。) (数学II. 数学 B. 数学C 第7間は次ページに続く。) 26- ①-27-

(3)お願いします。最小値がないということはこの式が単調増加であるということだと思うのですけど、これをどう使うのかわからないです

第2問 (必答問題)(配点15) 太郎さんと花子さんは、次の問題について話している。 (2) 問題 αを定数とする。リーザーα・3の最小値を求めよ。 花子 - イ ウ I αのとき、最小値は になると思うよ。 オ 4 太郎:ちょっと待って!alのときも4-1のときもだから (1) 太郎のグラフをかいたらどうなるのかな。 花子コンピュータソフトを使ってのときと1のときのグラフを かくと次のようになるね。 エ a=1のときも4-1のときも最小値は一 になるけれど、グ オ ラフを見ると1のときは最小値が存在しないはずだよね。 V/A k- イ ウ -α とする。 a=1のときの最小値を H とするのが誤りで オ ある理由として正しいものは である。 a=1のとき I 4-1のとき 太郎=1のときはgの最小値が存在するけれど,-1のときは最小値が 存在しないみたいだね。 最小値を求めるにはどうすればよいかな。 カ については、最も適当なものを、次の①~③のうちから一つ選べ。 ⑩t>0であり, 4-1 のときは となることはないから。 ① 1>0であり、a=1のときはt-kとなることはないから。 ② t<0であり、a=1のときは1=kとなることはないから。 1 <0であり, a=-1のときはt=kとなることはないから。 花子 : 3 とおきμをtの式で表してみよう。 ワンド t" とおくとは =ドー アat となる。 2 イ I a a² オム (数学 II, 数学 B. 数学C第2問は次ページに続く』 (3)yの最小値が存在しないとき,αのとり得る値の範囲は キ である。 キ の解答群 a>0 ① a≥O ③ a≤1 a <0 ② a<1 a≤0 (数学Ⅱ. 数学 B. 数学C第2間は次ページに続く。) -5-

右3問どのように解けばいいかわからないです。どのような場合に最大値が出てきて最小値がないのかというのと、どこから画像のような不等式が出てきてなぜ答えにつながるのか教えて欲しいです

第1問 (問題(配点 12 xgを実数として, 10gx+μ y のとり得る値について調べる。 (1)xyのとり得る値の範囲は ア である。 ア の解答群 x>0かつy> 0 1270 +7 (2) (1)〜()のそれぞれの条件を満たすときの logzty Tyの最大値と最小値を求めよう。 ((i) x+y= 1のとき 最大値は エ 最小値はオ (ii) x+y=2のとき 最大値はカ 最小値は キ (i) xy=4のとき - 最大値はク 最小値は ケ である。 ① x>0 かつy > 0 かつ zy=1 (2 x>0かつェキ1かつy01 J (3) x>0かつy>0かつx+y=1 (4 x=1かつyキ1 ⑤ x1,y>1 2 Ind 次に, x+y=a とおくと こん logx+yxy= loga + イ ウ である。 (数学II. 数学 B, 数学C 第1問は次ページに続く。 の解答群 (同じものを繰り返し選んでもよい。) I ケ 1 0 ① 16 ④ 1 ⑤ 2 ② ⑥ ⑦ 存在しない