高校物理の円運動の問題です。 マーカー引きしている箇所で①に③を代入して整理するとSが求められるのですが、 どのように整理したらこの解答に導けるのかわからずおります。 （その過程がわかりません） そもそも代入箇所は、V2への代入でいいのでしょうか？ 教えていただけると幸いです。

問8-3 右ページの図のように,長さlの糸に質量mの物体を結び、最下点で初速度を 与えた。 以下の問いに答えよ。 (1)糸が鉛直方向となす角度が0のときの糸の張力Sを求めよ。 (2) 物体が1回転するために必要なvo に関する条件を求めよ。 この問題では,物体の高さが変わるため, 物体の速さも変化します。 つまり、この問題における円運動は,等速円運動ではないのです。 等速でない円運動の場合でも基本的な考えかたは等速円運動のときと同じですよ。 (1) は「円の中心方向の力のつり合いを考えて, S=mgcose」としてはダメです。 物体は静止していない、つまり,円運動をしています。 円運動をしているということは,中心方向に加速度が生じていますよね。 加速度が生じているということは,力のつり合いではなく, 運動方程式を立てて考えなければならないということです。 <解きかた (1) 向心力は、張力Sと, 重力の中心方向成分である-mgcoseとの和 S-mgcos 円運動の半径はlなので、運動方程式F=maにあてはめると v2 S-mgcosQ=m ………① F a 献により、 また、物体は最下点から高さl (1-cose) の位置にあるので 力学的エネルギー保存則より 1 mvo=mgl(1-cose) + -mv² 2 位置エネルギー 運動エネルギー 最初の運動エネルギー ・③ 問題文にない』を消去 Onie? ②より,v=vo2-2gl (1-cos) ①③ を代入して整理すると, 求めるSの値は 2 S= mvo l + mg (3cos 0-2) 答 ......④ ちょっと難しく感じたかもしれませんが使ったのは運動方程式 (①式) と, (①式)と、 力学的エネルギー保存則 (②式)の2つで、 ①式が円運動になったというだけです。 「円運動でも使う道具は今までと同じ」と考えておけば怖くはないですよ。

偶力が並進運動をしないで回転運動だけをするのはわかりますが、｢並行で逆向きの2力｣ 「並行で同じ向きの2力」は、並行運動も回転運動もするってことで合ってますか？それとも、並行運動だけで着るんですか？

2 剛体にはたらく力の合力と重心 本棚が,上の段だけに本を入れると倒れやすくなるのはなぜだろうか。この節では、 剛体にはたらく力の合力と重心の求め方や、 剛体の傾きと転倒について理解しよう。 A 剛体にはたらく力の合力 質点にはたらく複数の力の合 力を考えたように、1つの剛体 に複数の力がはたらく場合も、 並進運動や回転運動に対する効 果が同じとなるような1つの力 として,合力を考えることがで きる。 ●平行でない2力の合力 F1, 君が平行でない場合,これら の2力をそれぞれの作用線の交 点まで移動して,平行四辺形の 法則によって合成すると,合力 が得られる(図25)。 ②平行で同じ向きの力の合力 図26のように,下が平 行で同じ向きの場合の合力ア を考える。 F2 F 合力 F2 図25 平行でない2力の合成 A ーム Fi 0 (大きさF) 7 の 10 (大きさはFi+F2) B F2 (大きさ 2 ) 図 26 平行で同じ向きの2力の合力 点0のまわりの力のモーメントの和について Fi.h-F212=0 であるから,点は, h:l2=F2: F1 となる位 置にある。 (大きさはF-F2) (大きさF2) 2力とつりあう力を声とする と,合力の大きさは,声の 大きさと同じF1 + F2, 向きは 逆向きで, 同一作用線上にある。 また,同図より, 合力の作 用線は, 線分ABを力の大きさ A B (大きさFi) 合力 の逆比 F2: F1 に内分する。 図 27 平行で逆向きの2力の合力 点 0 のまわりの力のモーメントの和について 3 −F₁· h₁ + F2·l₂ =0 であるから,点は,L:L=F2:F, となる位 置にある。

(3)の解説の変化量のところがわからないです。変化量はどうやって出しているのですか

したがって, 比熱の比は、 例題 S 混合気体 ~ Sast 9912 (5)融解曲 25 29 容積 2.0L, 4.0Lの容器 A, Bが,図のよ うに連結されている。 容器Aにはメタン, 容 器Bには酸素を入れて,ある温度にすると, 圧力はそれぞれ3.0×105 Pa, 6.0×105 Pa だった。コックを開けて気体を混合し、点火 して完全に反応させた後, 元の温度に戻した。 連結管やコック,および, 生じる水 の体積や、水蒸気の蒸気圧は無視してよい。 分子量 CH4=16.0,O2=32.0 点火装置 容器B A 20 想気 (a) f 2.0L 4.0L コック (b) 2 の の (c)】 (1) 反応前の混合気体中のメタンの分圧は何 Paか。 (d) (2) 反応前の容器内の全圧は何Paか。 (3) 反応後の容器内の全圧は何Paか。 KeyPoint 点火前後で温度一定: メタンと酸素のそれぞれにボイルの法則が成立する。 同温同体積 : 圧力比は物質量比に等しい。 ●センサー ●温度一定より, ボイル の法則 piVi=P2V2 ●全圧=分圧の和 ●同一容器内の気体の圧 力比は物質量比に等し い。 →反応による変化量を 圧力で示す。 重要 (1) C 解法 (1) (2) 気体についてボイルの法則が成立する。 混合 後の各気体の分圧を PCH4, Po2 とすると, 混合気体の体積は 6.0Lなので, (2 CH4 : 3.0×10 Pa×2.0L=PcH.〔Pa〕×6.0L PcH=1.0×105 Pa O2 :6.0×10 Pa×4.0L=po〔Pa〕×6.0L Po2=4.0×10 Pa 全圧は,1.0×105 Pa+4.0×10°Pa=5.0×10 Pa (3) 反応前後の物質の量的関係を分圧で考える。 08. CH4 +202 CO2 +2H2O (s) 反応前 〔Pa〕 1.0×105 4.0×100005 変化量〔Pa〕 -1.0×10 -2.0×105 反応後 〔Pa〕 0 2.0×105 1.0×105(無視) 反応後の全圧は、2.0×10 Pa+1.0×105 Pa=3.0×10 Pa 解答 (1)1.0×10 Pa (2)5.0×10 Pa (3)3.0×105 Pa [mL〕| | ル・シャルルの法則 重要

ここの問題がわからないので教えてください。

第3回 力学的エネルギー (教科書p 74~87) 1. 次の仕事に関する問題に答えよ。 ただし、重力加速度は9.8m/sとする。 (1) 物体を40Nの力で押して、 5.0m動かしたときの仕事。 式: 解答: (2)質量 2.0kgのボールを、 5.0mの高さまで投げ上げたときの仕事。 式: 解答: (3) 右図のように、物体を50Nの力で、 力と 60° を なす向きに引いて、 水平方向に 4.0m動かした ときの仕事。 SON 60° 式: 解答: 4.0m 2. 次の場合の仕事率を求めよ。 ただし、重力加速度は9.8m/sとする。 (1) 質量 10kgの物体に糸をつけ、一定の速さで5.0m 引き上げるのに20秒 かかった。 式: 解答: (2) 質量 60kgの人が、高さ50mの建物の1階から屋上まで1分でかけ 上がったとき。 式: 物理基礎第3回 1 解答:

電気量の符号はどのように決めるのでしょうか？ 三枚目の写真ではダメなのですか？

385 コンデンサーの接続■ コンデンサー C1, C2 と起電力 V, 2Vの2つの電池, および2つのスイッ チS1, S2 を図のように接続した回路がある。 コンデ ンサー C および C2 の電気容量はいずれもCであり, 初め, スイッチ S1 S2 は開いており、2つのコンデン サーには電荷が蓄えられていない。 V C1 S2 2V S1人 C2 MELAS 10 (1) スイッチ S1 を閉じて十分時間が経過した後のコンデンサー C1 に蓄えられた電気量 を求めよ。 (2)次に, スイッチ S1 を開いてからスイッチ S2 を閉じた。 十分時間が経過したのち, コ ンデンサー C1 および C2 に蓄えられた電気量をそれぞれ求めよ。 例題 74,390

ここの問題の解き方がわからないので教えてください

6.5.0kg のおもりをばねにぶら下げたら, ばねは35cm伸びて静止した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s 2 として、次の問いに答えよ。 (1)このばねのばね定数はいくらか。 式: (2) ばねの弾性力による位置エネルギーを求めよ。 式: 35cm 解答: 解答: 0000000- 5.0kg 7. 次の文章の( )に適切な言葉を答えなさい。 右図のような振り子の運動では、 A点からB点に 移動するにつれて、おもりの ( 1 ) エネルギー は減少している。 その減少した分だけ(②) エネルギーは増加し、 B点では最大になっている。 この(①) エネルギーと (2) エネルギーの和を (③) エネルギーといい、 摩擦や空気抵抗がなければ、 B 基準面 (③) エネルギーは(④)に保たれる。このことを(③) エネルギー(5) という。 <解答欄> ①位置 運動 ③力学的 ④ 定 ⑤保存 8. 水平面上を速さ 14.0m/sで運動している物体が動摩擦力によって静止した。 水平面と物体の間の動摩擦係数が0.50であるとき、 物体が静止するまでに 式: 滑った距離は何mか。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 物理基礎 第3回 3

この公式ってなぜこうなるのですか？なんか意味もわかってない公式を乱用するのは違う気がして

s 10 Vo R O + At P 時間 Vo R Vo R 面積 vot Vo P 時間 O 時間 図23 等加速度直線運動のv-f図と変位の関係 経過時間 [[s] を, 短い時間⊿t[s]の 区間に等分する(◎)。それぞれの区間ではその間の平均の速度で進むと考えると,各区間ご との変位(=速度×時間)の大きさは、図の細長い長方形の面積で表される。 したがって, t[s] 間の変位はこれらの長方形の面積の総和になり, 4t[s] をきわめて小さくとっていくと ③→ D →⑤),最終的には©の台形 OPQR の面積になる。 等加速度直線運動 ①v=vo+ at 2 x = vot + 1/4 at² ② [m/s] 速度 (velocity) vo [m/s] 初速度 a [m/s2] 加速度 (acceleration) 巻末付録に「おもな公式の一覧」あり tを消去 ③ b2-v2 = 2ax 時刻 0 時刻 加速度 a 初速度 vo t[s] 経過時間 (time) x[m〕 変位 x 0 変位x 10 条件 一直線上の運動で,加速度 αが一定 ①v=votat ･･･速度と時間の式 エネルギー Point 15 2 ③v2v=2ax ②x=vot+ at 1 2 ･･･変位 x と 時間 の式 ・・・時間を含まない式(速度と変位の関係式) から x=3 D

(3)はなぜ結果的にW/L=Tbなんですか?

41等加速度運動 A....... 必解 1. 〈速度の合成〉 図のように,一定の速さで一様に流れる川に浮かぶ船の運動 を考える。船は, 静止している水においては一定の速さ C D 標準問題 Us (vs>v) で進み, また, 瞬時に向きを自由に変えられる。 最初, W 船は船着場Aにいる。 Aから流れに平行に下流に向かって距離 L離れた地点を B, A から流れに垂直に距離 W離れた地点をC, Cから流れに平行に下流に離れた地点をDとする。 船の大きさは 無視できるものとする。 (1)地点AとBを直線的に往復する時間 TB を L, Us, v を用いて表せ。 Vε 船 A B (2) 船首の向きを, ACを結ぶ直線に対してある一定の角度をなすように上流向きに向け, 流 れに垂直に船が進むようにして, 地点AとCを直線的に往復する時間 Tc を W, us, vを用 いて表せ。 (3) L=W のとき, Tc を TB, us, v を用いて表せ。 また, 時間 Tc と TB のうち長いほうを答 えよ。 (4) 船首の向きを, AC を結ぶ直線に対し角度 0 (0>0) だけ上流向きに向けて地点Aから船 を進めると,地点Dに直線的に到着する。 その後, 地点DからCに, 流れに平行に進み, 地点Cに到着する。 地点AからDを経由しCまで移動するのに要する時間を W, us, v, 0 を用いて表せ。 〔21 東京都立大〕 解 2. <等加速度直線運動と相対速度〉 (1)高速道路を自動車Aが時速108kmで走行している。この速さは秒速何m に相当するか 答えよ。

(2)はなぜTc/Tbになるのですか? どなたか教えてください🙇‍♀️

41等加速度運動 A....... 必解 1. 〈速度の合成〉 図のように,一定の速さで一様に流れる川に浮かぶ船の運動 を考える。船は, 静止している水においては一定の速さ C D 標準問題 Us (vs>v) で進み, また, 瞬時に向きを自由に変えられる。 最初, W 船は船着場Aにいる。 Aから流れに平行に下流に向かって距離 L離れた地点を B, A から流れに垂直に距離 W離れた地点をC, Cから流れに平行に下流に離れた地点をDとする。 船の大きさは 無視できるものとする。 (1)地点AとBを直線的に往復する時間 TB を L, Us, v を用いて表せ。 Vε 船 A B (2) 船首の向きを, ACを結ぶ直線に対してある一定の角度をなすように上流向きに向け, 流 れに垂直に船が進むようにして, 地点AとCを直線的に往復する時間 Tc を W, us, vを用 いて表せ。 (3) L=W のとき, Tc を TB, us, v を用いて表せ。 また, 時間 Tc と TB のうち長いほうを答 えよ。 (4) 船首の向きを, AC を結ぶ直線に対し角度 0 (0>0) だけ上流向きに向けて地点Aから船 を進めると,地点Dに直線的に到着する。 その後, 地点DからCに, 流れに平行に進み, 地点Cに到着する。 地点AからDを経由しCまで移動するのに要する時間を W, us, v, 0 を用いて表せ。 〔21 東京都立大〕 解 2. <等加速度直線運動と相対速度〉 (1)高速道路を自動車Aが時速108kmで走行している。この速さは秒速何m に相当するか 答えよ。

破片aの水平方向の速さは分裂前の物体の水平方向の速さに等しいのですか。

AB 1:2 (S) 185. 空中での分裂 質量mの物体が, 水平から 45° の向きに速 2cで打ち上げられ, 最高点に達したとき, 質量が12の2 つの破片に分裂し, それぞれ水平に飛び出した。 質量の小さい破 片Aが出発点に落下したとすると, 大きい方の破片 Bは, 出発点からどれだけはなれた 位置に落下するか。 ただし, 重力加速度の大きさをg とする。 例題23 ヒント破片Aの水平方向の速さは、分裂前の物体の水平方向の速さに等しい。 185. 空中での分裂 解答 3v2 g 指針 水平方向では, 物体は内力のみをおよぼしあうので, 分裂前後 での水平方向の運動量の和は保存される。 また, Aは出発点にもどって おり,Aの水平方向の速さは, 分裂前の物体の水平方向の速さに等しい。 運動量保存の法則の式を立ててBの速さを求め, 水平距離を計算する。 解説 初速度の水平成分の 大きさは2vcos45°=vで あり(図1), 最高点での速度 はこの水平成分に等しい。 分 裂前に物体が進んでいた水平 方向の向きを正とすると, 分裂直後のAの速度はvとなる。 分裂直後 のBの速度をv とすると, 水平方向の運動量は保存されるので(図2), √20 A, B v2 [ひ m 2m 3 3 45° 正の向き 図1 v 図2 ←一連の運動において, 鉛直方向には重力 (外力) がはたらくため、 鉛直方 向の運動量は保存されな い。 最高点で物体は水平 方向に速さで飛んでい る。 破片Aが出発点にも どっているので破片 A の水平方向の速さも”で ある｡ 3 mv=mx(-v)+ 2m 3 × V2 02=2v また、初速度の鉛直成分は2vsin45°=vである。 打ち上げられてか V ら最高点までの時間を とすると, 0=v-gt t= g v2 出発点から分裂地点までの水平距離は, h=vt= ...① g 分裂してから落下するまでの時間はであるから,最高点から落下点 g 2v2 までの破片Bの水平距離は, L2=2vt= ...2 g 式 ①,② から, 求める水平距離Lは, L = 4₁+12= 0² + 2v2 3v2 g g g (1) ◎鉛直投げ上げの公式. v=vo-gt を用いている。 物体、およびBの鉛直 方向の運動は,いずれも 加速度の大きさがgの 等加速度直線運動なので, 発射点から最高点までの 時間と,最高点から落下 するまでの時間は同じに なる。 (9) 115