(2)で写真二枚目の5行目の式 Ry1'＝(Mcosθ/2w)×｛g(w+h tanθ )－(vcθ^2(h－wtanθ))}＝0 があると思うのですが、その直前で「P1を中心として反時計回りに転覆しないためには、重心がP1より右側になければならない。よって、w－h ta... 続きを読む

Chapter 1 力学 Section 1 力と運動 例題 10 等速円運動 ② 図1はレールに乗っている列車を正面から見た 図である。 レールの幅は2w であり, 列車の質量は Mである。 列車の重心Gは、レール間の中心線上 で、レールと車輪の接触点から高さんの位置にあ る。 空気の抵抗や摩擦力などは無視できるものと して、以下の問いに答えなさい。 (1) この列車が,たいらな地面に水平に敷かれた 円形の曲線路を、一定の速さで通過している。 (A) 重力加速度をg, 列車に作用する慣性力を Fとして, 曲線路の内側のレールから列車 が受ける垂直抗力 R1 と, 外側のレールか ら列車が受ける垂直抗力 R-2 を、 それぞれ M, w, g, F, h を使って表しなさい。 図2 (B) 曲線路の半径を , 列車の速さを”として, 慣性力F を M, r, o を使って表しなさい。 ただし,rはレール 幅 2w に較べて十分に大きいものとする。 (C) 列車の速さが大きくなると, R, が減少し,やがて列車は転覆する。 この場合の限界の速さve を wr, g, hを使って表しなさい。 (2) 曲線路では, 列車の安定を増すために、 通常, 曲線路の外側のレー ルを少し高くしている。 図2に示すように, 線路が角度日の傾きを つけて敷かれているとして, 列車が転覆する限界の速さve を w, r, g,h, θ を使って表しなさい。 (三重大) w wo 200 考え方の キホン to 10 I (1) (A)右図のように、車輪とレールとの接点をそれぞれ P1, P2 とし, 車輪がレールから受ける抗力の水平成 分をそれぞれぃたとする。 鉛直方向の力のつりあ いより I 1 円運動の問題では,中心方向外向きの慣性力すなわち遠心力を考慮 すると, 有効な場合が多い。 例えば、人工衛星の中で宇宙飛行士が ふわふわ浮いて見えるのは, 人工衛星から見て, 宇宙飛行士に働く地球の万有引 力と遠心力がつりあうからである。 この問題でも、列車から見た遠心力を考慮す ると, 剛体のつりあいの問題として扱うことができる。 なお、遠心力をむやみに軽んじてはいけない。 現代の物理学では,遠心力 ( 般には、慣性力)といわゆる実在の力 (この場合は, 向心力)とは、同等である I とみなす。 (2)までは、外側のレールは高くしてない。 1 R1+R2-Mg=0… ① P2 のまわりの力のモーメントのつりあいより Mgxw-R1 ×2w-Fxh=0 ② 〔注〕 P1 のまわり: R12×2ω-Mgxw-Fxh= 0 ③ ①② (あるいは, ①, ③ あるいは, ②③ より -Mg- R₁₁ = h R2= g+. 〔注〕この場合の向心力はf+fである。 水平方向の 力のつりあいより、 S 2w (B) 円運動の加速度は2/rだからF=Mv²/r (C) (A)からわかるように, R2は常に正である。 (B)も用いて h Mv² :. R₁₁=Mg-20 =0 :: Vc= F fi+f₂=F=Mv² /r (2) 右図のように車輪がレールから受ける抗力の斜面に垂 直な成分をそれぞれRai', R2' とし、斜面に平行な成分を それぞれだとする。 斜面に垂直な方向の力のつりあ いより P回りの モーメント Mo -F R入 Mcose {g(w+htand)- 2w fr Vo² r rwg h R₂₁ Ra Mg Ri'+R,a'′-Mgcos0-(Mus/r)sin6=0・・・・・・・・ ④ PT P3 Or MY K P2 のまわりの力のモーメントのつりあいより下 Mgx(w+htane)cos-Ra'x2w_(Mu²/r)x(h-wtand) cos0=0 BA w ....... 5 Mg x (cose+ htang.cosa) Pr カ 〔注〕 Pi: Ri' ×20-Mgx(whtand)cos0 (Mur) x(h+wtand)cosB = 0.⑥ ④,⑤ (あるいは、④⑥ あるいは, ⑤⑥ より 列車 の動き Mer x (hcoso-tutanocuse) (h-wtan6 tan 0)} B 10 1-1 力と運動 47

②です。斜面にそってと会ったのでW=Fxcosθの式かと思ったらW=Fxと答えに書いていて？？？？？？？です納得できなすぎて進まないので教えてください😭😭🙇‍♀️

(2) 斜面にそって引く力は 98N なので,仕事 の式「W=Fx」 より W=98×10=9.8×102J (3) 斜面にそって10m引き上げたときの高 さん [m] は, 図bより 2 h=10×sin30°=5.0m 物体を鉛直上向きに引き上げるために必 30° a 1404 (2 10 m 30° 1241 √3 1

高校物理基礎、力の分解について質問です。 画像の問題(発展例題13 斜面上の物体にはたらく力のつりあい)で、 F2とN2の大きさをWを用いた式で求めるために垂直抗力N2を分解しているのですが、ここではなぜ垂直抗力を分解するのでしょうか。また、なぜ垂直抗力を分解できるのでし... 続きを読む

発展例題 13 斜面上の物体にはたらく力のつりあい 傾きの角が30°のなめらかな斜面上にある, 重さ W〔N〕の物体に, 斜面に平行な 方向に力を加えた場合(図1) と, 水平方向に力を加えた場合(図2), 物体はともに 斜面上で静止した。 図 1, 2 W F₁ において, 物体に加えた力の W 大きさを F1 〔N〕, F2〔N〕, 物 体が斜面から受ける垂直抗 力の大きさを N1 〔N〕, N2〔N〕 図 1 とするとき, F1 F2, N1 と N2 の大小関係をそれぞれ式で表せ。 考え方 解答 図1′から, F=Wsin30°= 1/23W[N] 図1:斜面に平行な方向と垂直な方向に力を分解・ 図2: 水平方向と鉛直方向に力を分解 N₁=W cos30°= √3 W[N] √√3 2 図2′から, F2=Nzsin30℃, N2cos30°= W W cos30° = よって, N2=- 別解 図1" : カFと垂直抗力 N1 の合 力が重力Wとつりあう。 130° 図2" : F2と重力 Wの合力が, 垂直抗力 N2 とつりあう。 N₁ Wsin30° 130° 図 1´ 2√3 W (N), F₂=1N₂=√3 W (N) 3 N₁ 130° 図から明らかに, Ni<N2 また,F1=Wsin30°= 1/23W [N], F2=Wtan30°= 図 1” W cos30° = √√3 130° 図2 各方向ごとの力のつりあい N2 N2sin30° 30° F2 N2 30° ■ N2cos30° 図2′ W Fx<F2, N<N2 ・F2 図 2" ・W〔N〕 よって FF2 F2

(3)について どうして2倍になるのですか？

www vot V-ot Vt 個の波 動する場合 測者 Do 移動する場合 ない場合、 ドッ 弦の振動 基本例題49 おんさに糸の一端をつけ, 滑車にかけて他端におもり をつるして、おんさを振動させたところ,PQ間に2個 の腹をもつ定常波ができた。このときのPQの長さを 1.0m, 弦を伝わる波の速さを4.0×102m/s として,次の FS moke 各問に答えよ。 Jet 48k (1) おんさの振動数fを求めよ。 SK P り 「v=fa」を用いて波の速さを求める。 ■解説 (1) 問題図から, 1 = 1.0mである。 「v=fi」 を用いて, 4.0×10² = fx1.0 f=4.0×102Hz ........…............... くりいた (2) PQの長さを1.5mとしたとき,定常波の波長と腹の数をそれぞれ求めよ。 (3) PQ の長さを1.0mにもどし, おもりの質量を4倍にしたところ, 腹が1つの定常 波ができた。 波の速さを求めよ。 BRISAC B (2) 例題 解説動画 指針 Pは振動源であるが, 糸にできる定 常波の節とみなすことができる。 引き出すごと (1) 問題図から波長を読み取り, 「v=fa」の関 係から振動数を求める。 (2) 振動数は変わらない。 また, 弦の張力, 線 したがって,腹の数は3個となる。 密度が不変であり,波の速さも変わらない。(3 (3) 波長は, i=2.0mである。 「v=fd」から、 (3) 問題文から波長が2.0mとなることがわか v = (4.0×102) ×2.0=8.0×10²m/s ( 弦の張力が4倍になると速さは2倍になる) ともに 不変なので波長 も変わらない。 =1.0m →基本問題 372 -1.0m 1.0m 0.5m Point 弦を伝わる波の速さの値は、弦の張力 と線密度に関係する。 372380 SENHORKSHOP FOLY 基本例題50 気柱の共鳴 る ら 円筒容器の上端近くで、振動数 500Hz のおんさを鳴らしなが 下げて 円筒容器内の水面の位置を変えたところ,上 第Ⅴ章 1.008 378 基本問題 波動

（3）の、1−Qh分のQc<1 がわかりません。お願いします。

数が十分 0 ステンフ した熱量を求めよ。 球を水に入れると (3) この水を利用して水力発電を行うとして,得られる出力 (仕事率) P〔W〕を求めよ。 ただし、水車の効率は50%とする。 <-> 129, 130 138 熱機関の効率装置Aは,絶対温度 T [K] の高温熱源か ら熱量 On [J]を受け取って一部を仕事 W [J] として取り出すこと ができ,熱量Qc [J] を絶対温度 Te [K] の低温熱源に放出する理想 的な熱機関である。 WHO SU (1) 装置Aの内部エネルギーの変化はないものとして,Q, Qc, W の間に成りたつ関係式を示せ。 Qb, Qc, W はいずれも正の値を ZU とるものとする。 高温熱源 Tw Qu 装置A Qc 低温熱源 Tc W (2) 装置Aの目的は仕事を取り出すことであり,より小さな熱量をより大きな仕事に変 換できると効率がよいといえる。 高温熱源からの熱を仕事に変換する熱効率 es を QkQc を用いて表せ。 (3) 常に熱効率 e < 1 となることを (2)の結果を用いて説明せよ。 [16 奈良女子大改] 132 ヒント 134 30℃ で, 定規が示す 「3400mm｣ の長さは, 3400mm よりわずかに大きい。 135 (1) 水と鉄製容器の熱容量をそれぞれ求め,足しあわせる。 MERAS TO 136 10s から 50sまでは温度上昇がなく, 与えた熱量はすべて氷の融解熱に使われている。 137(1) 1m²の水の質量は 1.0×10kgである。 0601 138 (1) 装置Aが吸収した熱量はQnQc となる。

（1）力学的エネルギー保存則を使って答えは解いていて、 運動エネルギーの変化＝全ての力がした仕事 を使って解いてみたのですが、答えが会いません、 なぜダメなのか分からないので教えて欲しいです

基本例題 25 保存力以外の力の仕事 点Aを境に左側がなめらかで右側があらい水平面がある。 点Aよ り左側のなめらかな水平面上で, ばね定数 100N/m のばねの一端を 固定し、他端に質量 1.0kgの物体を置く。 ばねを0.70mだけ縮めて て手をはなすと、物体はばねが自然の長さになった位置でばねから 離れた。重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 ①日まだ離れてい (1) 物体がばねから離れるときの速さは何m/sか。 物体はばねから離れた後右に進み, 点Aを通過したのち点Bで停止した。 の選 (2) 物体とあらい面との間の動摩擦係数が0.50 のとき, AB間の距離は何mか。 指針 (1) 弾性力 (保存力) による運動では力学的エネルギーは保存される。 (2) 力学的エネルギーの変化=動摩擦力がした仕事 (W=-Fx) (1) 力学的エネルギー保存則より 0+1/12 ×100×0.70²=1/1/2×1.0×v²+0 ゆえにv=√100×0.702= 7.0m/s (2) 動摩擦力が物体にした仕事は W=-0.50×1.0×9.8xl = -4.91〔J〕 mmmmm 第5章 仕事と力学的エネルギー 53 070m 手を離前の 22 (1) it 01/ 2 ゆえに 1=- 自然の長さ 7.02 2×4.9 C 物体の力学的エネルギーの変化 = W より ×1.0×0°/12×1.0×7.0°= -4.9l -=5.0m ►►► 60,61 -1(m) A あらい水平面 最初に加経度を まれていた 運惑方程式も VEC

例題22 もし仮に 一定の速度ではない（＝等速直線運動）ではない（慣性の法則が成り立たない）場合、 力が物体にした仕事は解答と書いている下の方に僕がシャーペンで書いている式であっていますか？ 見えなければ言って欲しいです！

基本例題 22 仕事 >>> 50 水平なあらい床上で,質量 25kgの物体に水平な力を加えて一定の速度で動かした。物体が 5.0m 動く間に, 加える力が物体にする仕事 WIJ〕 を求めよ。 ただし,物体と床との間の動摩擦係数は 0.40 とし,重力加速度 の大きさは9.8m/s2とする。 Wi= [S] でも VS 仕事の式「W=Fx」 を用いる。 物体は一定の速度で動いているので、水平方向の力は,物体に加えている力と動摩 「擦力でつりあっている。 物体には図のように,水平方向に外部から加えている力Fと動摩擦力F' がはたらく。動 摩擦力は「F'=μ'N」より F' = 0.40×25×9.8=98N 水平方向の力はつりあっているので, つりあいの式より F=F'=98N よって、 仕事の式 「W=Fx」 より W=98×5.0=490=4.9×100=4.9×10²J Let's Try! 50. 仕事の原理 水平面と30°の角をなすなめら かな斜面にそって質量20kgの物体をゆっくり引きト 一定の速度でかく、 F' もし F(31)とF'(卵摩樹) がつりあっていかん強く仕事は、 5mm W=(F-F7×5.0 力 50. キョリ N=mg mg=25×9.8N F

物理の“弾性力による位置エネルギー”の問題が分かりません。 真ん中の問題の（2）です。 どうやったら、その計算式から答えが導き出せるのかを教えてください🙏🏻 16＝1/2×kדxの二乗” x＝20［cm］＝0.2［mm］ 16＝1/2・k・0.2の二乗 k＝0.... 続きを読む

☆力学的エネルギー計算問題 <重力による位置エネルギー> ◎右図で球体の質量を2.0[kg] としたとき、 次の①~③に答えよ。 5.0m ①A、Cがもつエネルギーをそれぞれ求めよ。 0=nghよりD=2×9.8×10 A: 196 J C: 39.2 J ②Bの位置を基準としたとき､Cがもつ位置エネルギーを求めよ。 V=2.0×9.8×(-3.0) = -58.8 +1 ③球体がAからCまで移動したとき、 重力がした仕事を求めよ。 W=Fx = 0:2×9.8×2 すべて選び、記号で答えよ。 ①運動エネルギーが最も大きいもの C. 2.0×9.8×8.0 <弾性力による位置エネルギー> ◎右図のように、 ばねの一端を壁に固定し、 他端に質量 3.0 [kg] の 物体をつけて、なめらかな水平面に置いた。 次の各問いに答えなさい。 (1) 物体を押してばねを10 [cm 縮めたとき、 ばねに蓄えられた 位置エネルギーを求めよ。ただし、ばね定数は 400 [N/m〕 とする。 U = = - k-x ² x ¹) 0.1m. ① ② 位置エネルギーが同じ大きさのもの B. D. (56.811 10.0m 2 2.0m 0m 27. ti B 156.8 A -58-8 mg 10cm 12/2×400×(0.12²=2 2.0 (2) 種類の異なるばねに交換して同じように物体を押すと、 今度は 20 [cm] 縮んだ。 そのとき、 ばねに蓄えられたエネルギーは16 [J] であった。 このときのばね定数を求めよ。 16=1/2×h×(0.2)^²=800 + 800 図のように、質量 1 [kg]の物体を運動させるとき、 次の各問いに答えなさい。 (1) 次の①~③ に当てはまるものを、 図の記号を使って C B C □mm mmy immm ing (2) Aの位置での力学的エネルギーが 24.5〔J〕 とすると、Cの位置での物体の速さを求めよ。 なお、 A の位置では物体は静止している。 k = = m 2² 51). 2² = 49 24.5=÷2×1.0×8 7.0. N/m .U=0 ③ 力学的エネルギーが同じ大きさのもの 3 A.B.C.D m/s

力が釣り合っているまま、速さvで運動している物体があるとして、この物体は仕事をしているのでしょうか。 W＝Fxの式から考えると物体に働くF＝０だから仕事が0のように思えるのですが、どうなのでしょうか。 よろしくお願いいたします。

(2)で、答えは‐fLなのですが、なぜ‐1/2mv^2ではいけないのかを教えてください💦

8 動摩擦力と力学的エネルギー あらい水平面上で, 質量 m[kg]の物体を初速度の大きさv[m/s ] です べらせたとき, 物体は L [m] だけすべって止まった。 (1) 初めに物体がもつ運動エネルギーは何Jか。 (2) 物体にはたらく動摩擦力の大きさをf[N] とすると、物体がLだけすべる間に、 動摩擦力が物体にした仕事は何か。 At (3) 物体のもつ力学的エネルギーのボル FLA m Vo L