この問題の解き方を教えて欲しいです。私は釣り合いの式を立てて解いたのですが、「円運動しているので力の釣り合いはない」と言われてしまいました。意味がわからないので教えて欲しいです

2. 天井から吊るした長さの軽くて伸びない糸の先に質量mの小球をつけ、鉛直方向からの一定の角を 量の 保ちながら水平な床面に接しつつ円すい振り子の運動をしている装置がある。 床と小球との間の摩擦は ないものとし、重力加速度の大きさをg,回転数をnとする。 I. 小球が床から受ける垂直抗力の大きさはいくらか。 Ⅱ. 回転数がいくらを超えると小球は床から離れるか。 m =x 床面

（1）がなぜ答えの式になるか分からないです

水平な直線レール上を自由に動くことができる電 車の天井の点に,長さの軽いひもの一端を固定 し,他端に質量mの小球をつけた。 電車が一定の 大きさ Aの加速度で水平方向に等加速度直線運動す るとき,図1のように,電車内から見て小球を静止 させたところ, ひもと鉛直線のなす角がαとなっ た。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 電車の加速度の大きさ A を求めよ。 次に, 図2のように, 大きさ A の加速度で等加 |速度直線運動している電車内から見て, 小球が点 0を通る鉛直線を横切るように, 小球を見かけの 重力の方向に対して垂直な面内で等速円運動させ |た。このとき中心軸が鉛直方向から角 αだけ傾い |た, 速さVの円錐振り子となった。 (2) 電車内から見た小球の円運動の速さVを求め よ。 (3) 電車内から見た小球の円運動の周期Tを求め よ。 ヒント (2) 小球は見かけの重力と張力の合力を向心 力として等速円運動している。 m 図1 図2 解答 (1) gtan a (2) tana gl (3) 2πcosa g 指針 電車内の観測者には,小球に慣性力と重力の合力である見かけの重力がはたらいて いるように見える。 見かけの重力の方向を鉛直下向きとみなして力のつりあいや運 動を考える。 解説 (1) 電車内の観測者には,図a のように小球にはた らく張力と重力と慣性力がつりあっているように見え る。図aより 張力 tana = mA mg よって A=gtana 慣性力 A

（2）のhが0.02です。なぜ0.02になるのでしょうか

58. 仕事 長さ 0.20mの軽い糸に質量 5.0kg のおもりをつけた振り子がある。図 のように,糸が鉛直線と60°の角をなす位置Aからおもりを静かにはなした。 重力加速 度の大きさを9.8m/s2 とする。 おもりがAからBまで移動する間に, 糸が引く力がおも りにする仕事 W[J], 重力がおもりにする仕事 W〔J] をそれぞれ求めよ。 W2=5.0×9.8×0.10 どこ 0.10な理由 4.9 A 5.0kg N 一〇は何 WI: OJ / 0.20m 60° 0.02 W2: 4.9J

(2)についてなのてすが、なぜ、h+xがLを超える場合を考慮してないのでしょうか？？

単振動はばね振り子に限らない。 以下, そんな例を取り上げてみよう。 EX 4 長さl,断面積Sの木を密度の水に浮かべ たら,んの深さで静止した。 そして少し押して 放すと振動を始めた。 水の抵抗はないとする。 (1) 木の密度 P を求めよ。 S h (2) 静止状態での木の底Bの位置を原点とし て下向きにx軸をとる。 振動中の底Bが位 置xに来たときの合力を求めよ。 P B 1x (3) 振動周期を求めよ。 180 ふりょく 解 浮力fは液体の密度をp, 液面下の体積をVとすると, f = pVg と表される。 (1)木の質量はm = pSl と表せるから、重力と浮力のつり合いより pSlg=pShg .. h P1 (2) 水面下の体積はS(h+x) だから, 合力 F は F=pSlg-pS (h+x)g =p1Slg-pShg-pSxg=pSgx (3) このように合力は比例定数K = pSg をもつ復元力だ mg- -B 浮力 h 80 から木は単振動をする。 K T=2√7=2. =2√ psg PSI h = 2人 g * >

この問題の答えの理由は、位置エネルギーが等しく力学的エネルギーが保存されるからと言う答えでした。力学的エネルギーが保存されると言うのはどういうことでしょうか。そもそも力学的エネルギーの保存の法則も分かりません。教えてくれると嬉しいです！

小球にひも1をつけて天井からつるし,さらに ひも2をつけて、 図1のようにひも1が重力の 方向から45°になるように, 水平方向に力を加 え小球を静止させた。 次にひも2を取り除き、 図2のAのように, 基準面からの高さんより小球に振り子の運動を させた。また、図2のBのように,図2 同じ小球を高さんより斜面をすべ らせた。 AとBの小球が基準面を 通過するときの速さをそれぞれ 「速さA」, 「速さB」 とするとき, A h 基準面 図1 |天井 小球 ひも1, 45° ひも2 小球にはたらく重力 B 2つの速さの関係を表すものとして最も適当なものを、次のア~ウから1つ選び、 記号で答えなさい。 さらに選んだ理由を「エネルギー」 という語を用いて答えなさ い。 ただし, 空気の抵抗や摩擦は考えないものとする。 ア 「速さA」は「速さB」より速い。 イ 「速さA」 と 「速さB」は等しい。 ウ 「速さA」 は 「速さB」 より遅い。 〕理由 記号〔 [島根県

画像の問題の解き方を教えていただきたいです。 答えは(2)①T1<T2 ②T2＝T3 (3)Q ベストアンサー必ずつけます。

【3】 図1のように、 振り子のおもりをA点で静かに離し、運動させたところ、E点まで上がった。図2は、 そのときのエネルギーの変化のようすを示している。 摩擦や空気の抵抗は無視できるものとして、以下の 問題に答えよ。 図1 糸 おもり A 図2 エネルギー a b C 図3 棒 Os FOR B E 基準面 D A C E おもりの位置 P (1)次の①・②の変化を示しているものを、 図2のa~ cから選び、それぞれ記号で答えよ。 ①:運動エネルギー ② : 力学的エネルギー (2) おもりがA点からB点まで移動するのにかかる時間をTI、B点からC点まで移動するのにかかる時 間をT2 C点からD点まで移動するのにかかる時間をT3とする。 ①:TIとT2の大小関係を、 等号または不等号を使って表せ。 ②:T2とT3の大小関係を、 等号または不等号を使って表せ。 (3) 図3のように、棒を置いて途中で振り子運動のようすが変わるようにした。 おもりは、 図3のP~S のどの点まで上がるか、記号で答えよ。 1210 TIL < T2

円運動の問題です。 5がわかりません。どのように考えたらよいのでしょうか。図があると助かります！😭 答え　張力の方が大きい

周期,速さ,角速度,向心力の 大きさをそれぞれ求めよ。 回転 5 振り子が最下点を通るとき,糸の張力の大きさとおもりが受ける重力の大きさは,ど ちらが大きいか,または等しいか。 6 速度 20m/sの車が, ブレーキをかけて10s後に止まった。この間の運動を等加速度 直線運動として, 車内にいる質量 50kg の人が受ける慣性力の大きさを求めよ。

この問題の解説に、「重力による位置エネルギーの差が重力のする仕事になる」とあるのですが、なぜですか？重力は保存力なので力学的エネルギーは保存されます。なのに運動エネルギーをガン無視してるように思えます…仕事とエネルギーってどういう理解をしたらいいのでしょうか…

回回 基本例題 23 仕事 112 解説動画 0.20m 60° A 長さ 0.20mの軽い糸に質量 5.0kgのおもりをつけた振り子 がある。 図のように, 糸が鉛直線と60°の角をなす位置Aから おもりを静かにはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/s^ と する。 おもりがAからBまで移動する間に、糸が引く力がおも りにする仕事 W. [J], 重力がおもりにする仕事 W2 〔J) をそれ 5.0kg ぞれ求めよ。

この黄色下線の式が成り立ちということは張力Sの方が見かけの重力g'より大きいということですか？

平な床面上で水平方向に運動することができる実験装置を 止させ、実験装置内の天井の点Qに, 軽くて伸び縮みしない長さLの糸の一端 を固定し、糸の他端に質量mの小球を取り付け, 小球を最下点Aで静止させた。 全体が静止した状態から実験装置を一定の大きさαの加速度で水平右向きに動 かし続けて,実験装置内に固定したビデオカメラで振り子の小球の運動を撮影す ると,糸がたるむことなく,小球が点Aから上昇して鉛直線と糸のなす角度が 60°となる点Cに達した後,点B を中央としてAC間の円弧上を往復するようす が確認できた。 空気抵抗は無視できるものとする。 ma 60° mg 糸 実験装置 L 問4 次の文章中の空欄 ウ 小球 m 図5 →a B-1 床面 a D = ±av² + myle - +4 AV - myL I に入れる向きと数値の組合せとして 最も適当なものを,後の①~⑥のうちから一つ選べ。 23 ビデオカメラで撮影した小球の運動において, 小球にはたらく重力と慣性 力の合力をみかけの重力とよぶこととする。 このみかけの重力の向きは ウ の向きである。また,実験装置の加速度の大きさと重力加速度の 大きさの比は a エ である。 g ウ H ④ ⑤ ⑥ QA Q → A Q → B Q →B Q→C Q-C → √3 32 1 √3 1 18 √√3 2 √3 2

この問題の見かけの重力はなんでQからBなんですか？aとgの大きさの関係が分からない以上gよりaの方が大きいと考えたらQからCの可能性もありますよね？

平な床面上で水平方向に運動することができる実験装置を静 止させ、実験装置内の天井の点Qに, 軽くて伸び縮みしない長さLの糸の一端 を固定し、糸の他端に質量mの小球を取り付け, 小球を最下点Aで静止させた。 全体が静止した状態から実験装置を一定の大きさαの加速度で水平右向きに動 かし続けて,実験装置内に固定したビデオカメラで振り子の小球の運動を撮影す ると,糸がたるむことなく,小球が点Aから上昇して鉛直線と糸のなす角度が 60°となる点Cに達した後,点Bを中央としてAC間の円弧上を往復するようす が確認できた。空気抵抗は無視できるものとする。 ma 60° 糸 L 実験装置 a 小球 Am 問4 次の文章中の空欄 ウ い BL 床面 a 図5 D = fav² + myle - 14 AVL I に入れる向きと数値の組合せとして 最も適当なものを,後の①~⑥のうちから一つ選べ。 23 ビデオカメラで撮影した小球の運動において, 小球にはたらく重力と慣性 力の合力をみかけの重力とよぶこととする。 このみかけの重力の向きは ウ I である。 の向きである。また,実験装置の加速度の大きさと重力加速度の 大きさの比は g ウ H ④ ⑤ QA Q → A Q → B Q → B QIC → Q-C → 店 √3 32 1 /3 1 18 √3 2 √3 2