高校物理　力学　等速直線運動 問4がわかりません、誰か教えてください

問題 | 図1に示すように直交座標系xyの原点Oから、 初速度voでx軸に対し角度0の方向 に質量mの小球を発射した。 小球は距離だけ離れたなめらかな壁上の点Pで非弾性 衝突を起こした。 この衝突での反発係数をeとする。 重力加速度の大きさを gとし 空気の抵抗や小球の大きさは無視できるとして, 以下の間に答えなさい。 問1 小球が発射されてから壁に衝突するまでの時間 toを求めなさい。 問2 壁に衝突する直前における小球の速度のy軸正方向成分を求めなさい。 問3 小球が壁に衝突したあと, 衝突した点Pよりも軸正方向側に小球がはね返っ たとする。 このときのvoの最小値を求めなさい。 問4 衝突直前の速度ベクトルと水平面のなす角を とする。 このときの tan 卯を求 めなさい。 問5 小球が壁に衝突したときの壁が小球に与えた力積の大きさを求めなさい。 問6 小球は衝突して跳ね返ったのち,点Pと同じ高さのy軸上にある点Qを通過し た。 このときのvo を e, g, l, 0 を用いて求めなさい。

フレミングの左手の法則についてです 問題の条件として電流Iの向きは書かれていますが、 F=IBLの向きは記されていないのになぜ向きを決定しているのでしょうか。

9 例題 130 物 鉛直方向に,磁束密度B の一様な磁場がある。 この 磁場中に水平と 30°の角を なして2本のなめらかな導 線 X と Y が 0.2mの間隔 で平行に固定されている。 この導線の上に質量 0.1 P 0.5 A Q ~0.2m_ \30° X 130° Y B = ut 解 HIBIC kg の導体棒 PQ をのせて 0.5Aの電流を流したところ, PQは静止 したままであった。 このときの磁束密度Bの大きさと向きを求め よ。 ただし, 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 PQにはたらく力は, 導線からの垂直抗力 N, 重力 mg および電磁力 IBU である。 これら3力がつり合って PQは静止している。 Q の側から見たの が下図である。 電磁力 IBL の向きと, 電流 (QからPに向かう向き)の向きに左手の法則 を適用すると、磁束密度の向きは人差し指の示す向き,すなわち鉛直上向き である。 PQにはたらく力の水平方向でのつり合いは Nsin 30°=IBU .....1 鉛直方向でのつり合いは Ncos 30°=mg IBU ① ② より tan 30°= mg i. B=mat ntan 30° 01898 ( N Ncos 30° 30% Nsin 30° IB 30° mg

(4)なぜ(２)のように力のつりあいではないのでしょうか

図1-1 のように, 台A (質量m) が水平で滑らかな床に置かれている。 Aは床と角度30° をなすなめら 1 かな斜面をもつ。 斜面上の点Pに小物体B (質量2m) を置き, 動き出さないよう手でおさえる。 水平右 向きをx軸の正の向きとし、 鉛直下向きをy軸の正の向きとする。 重力加速度の大きさをgとして,以下の 問いに答えよ。 B P A 30° 図1-1 動く前のB 動いたあとのA 動く前のA 動いたあとのB 図 1-2 最初に, A を床に固定し, Bから静かに手をはなす。 1. Bが斜面を運動しているとき, Bの加速度の大きさをgを用いて表せ。 2.Bが斜面を運動しているとき, Bが斜面からうける垂直抗力の大きさをgmを用いて表せ。 3.Bが斜面に沿ってだけすべり落ちるのにかかる時間をgとを用いて表せ。 つぎに、すべり落ちたBを再び点Pに置いた状態で, A を床に固定せずなめらかに動けるようにし, Bか ら静かに手をはなす。 すると図1-2の破線のように, Bは斜面上を動き, Aは床を水平に左側に動いた。 床 から見たAの加速度の成分をαx, Bの加速度の成分を bx, y 成分を by とすると, Aから見たBの加速 度は斜面に沿った方向を向いていることから 1 (=tan 30°) bx-ax の関係がある。 4.Bが斜面を運動しているとき, Bが斜面からうける垂直抗力の大きさをgとを用いて表せ。

3)おもりにかかる力は向心力のみなんですか？ F＝sinθなのがよくわからないです。 遠心力や張力は考慮しないんですか？

216 Chapter 8 円運動 問8-4 問8-4 角速度で回転する円板に、 支柱を取りつける。 質量mのおもりに糸をつけ、支 君の原点に結びつけたところ順交性と来は角度をなして停止した。おもり の中心の距離をとし、以下の問いに答えよただし重力加速度の大きさをまと (1)糸の張力の大きさを,m, g, eを使って表せ。 (2) 遠心力を考慮し、物体にはたらく水平方向の力のつり合いの式を立てよ。 (3) おもりの円運動の運動方程式を立てよ。 さて、遠心力の考えかたを身につけるべく問題を解いていきましょう。 (2),(3)が大事な問題ですから、しっかり理解してくださいね。 解きかた (1) m.g.8で表すので、鉛直方向に注目しましょう。 糸の張力の大きさをSとおくと、おもりにはたらく鉛直方向の力のつり 合いより Scos0=mg w → 鉛直方向の力のつり合いを考えて Scos=mg mg S= cos mg S= cos o (2) (3) 8-4 心か 円板が m 回るんだね S Scos 0 0: Img 80 (2) 「遠心力を考慮し」とあるので、おもりに観測者を乗せて考えます。 観測者は円運動することになるので 回転の中心に向かって加速度 a=rw2で運動しているということです。 観測者からするとおもりには慣性力ma=mrw2が回転の外向きにはた らいて見えます。 また、おもりには糸の張力がはたらくので、力のつり合いより Ssin0=mrw2 sine (1)の結果より Ssin0=mg =mgtane cose よってmgtan0=mrw2 おもりにはたらく向心力はSsin で,角速度 4. 半径rの円運動をするので Ssing=mrw² mgtan0=mrw² 舎 ... (2)と(3)を比べると同じ式になりましたね。 遠心力は円運動の慣性力です。 しっくりこない人はChapter7 を復習して、理解を深めておきましょう。 遠心力(=ma Ssin 0 Omro S sin mrw a=rw2 おもりは回転の中心に向心力 同心カ おもりの上に観測者を乗せて 考えると,F=mrw2 の遠心力 を上図のように受けるので 力のつり合いより Ssin=mrw² mg cos B mg tan 0=mrw² どちらも結果の式は 同じだが、考えかたが 違うんじゃ Ssin を受ける。 円運動の 運動方程式より Ssin0=mrw wwww www F ma 2 mgtan6=mrw2 ここまでやったら 別冊 P. 40~

(1)では遠心力を考慮していないですが、遠心力を考慮する時は[遠心力を考慮し]と記載されますか？ また、⑵のつり合いの式の両辺にmがついてますが打ち消さなくていいんですか？

<問8-4 角速度で回転する円板に、支柱を取りつける。 質量mのおもりに糸をつけ 柱の頂点に結びつけたところ, 支柱と糸は角度をなして静止した。おもりと回転 の中心の距離をとし、以下の問いに答えよ。 ただし重力加速度の大きさを とする。 (1) 糸の張力の大きさを,m,g,eを使って表せ。 (2) 遠心力を考慮し, 物体にはたらく水平方向の力のつり合いの式を立てよ。 (3) おもりの円運動の運動方程式を立てよ。 さて,遠心力の考えかたを身につけるべく問題を解いていきましょう。 (2),(3)が大事な問題ですから,しっかり理解してくださいね。 <解きかた (1) mg.8で表すので,鉛直方向に注目しましょう。 糸の張力の大きさをSとおくとおもりにはたらく鉛直方向の力のつり 合いより Scos0=mg S= mg cose (2) 「遠心力を考慮し」とあるので、 おもりに観測者を乗せて考えます。 観測者は円運動することになるので, 回転の中心に向かって加速度 a=rw2で運動しているということです。 観測者からすると, おもりには慣性力ma=mrw²が回転の外向きにはた らいて見えます。 また、おもりには糸の張力がはたらくので、力のつり合いより Ssin0=mrw2 (1)の結果より Ssin0=mg sin0 Emgtane cose よってmgtand=mrw答 (3) おもりにはたらく向心力はSsin0で、角速度 w半径1の円運動をするので Ssin0=mr2 mgtan0= mrw2 ・・・答 (2)と(3)を比べると同じ式になりましたね。 遠心力は円運動の慣性力です。 しっくりこない人はChapter7 を復習して、理解を深めておきましょう。 問8-4 円板が m 回るんだね 8 08 W → (1)鉛直方向の力のつり合いを考えて Scoso=mg S= mg COS Omr Ssin 0 20 mrw おもりの上に観測者を乗せて 考えると,F=mrw の遠心力 を上図のように受けるので 力のつり合いより Ssin0=mrw2 W mg cos0 mgtan 6=mrw どちらも結果の式は 同じだが,考えかたが 違うんじゃ (3) 0 Scos 0 Img S sin a=rw² おもりは回転の中心に向心力 Ssin を受ける。 円運動の 運動方程式より Ssin=mrw² wwww ww ma F mg tan 0=mrw² (合 ここまでやったら 別冊 P. 40~

なぜ答えは③になるのでしょうか

図1に示すように、磁束密度の大きさが B 〔T] でy軸の正の向きを向いた一様 な磁場 (磁界) 中で, 細い導線でできた長方形の一巻きコイル ABCD が回転する。 辺AB と辺 CD の長さはα 〔m〕 であり,辺BCと辺DAの長さは6〔m〕 である。 辺 AB, BC, CD の電気抵抗は無視できるが, 辺 DAの電気抵抗は R [Q] である。 点Aは座標原点にある。 コイルは軸にある辺AD を軸にして,軸の正の側か ら見て反時計回りに一定の角速度w 〔rad/s] で回転している。 一巻きコイルの自 己インダクタンスは無視できる。 必要であれば以下の公式を用いてもよい。 sin (a ±3 = sin a cos β ± cosa sin 3 cos(a±β)= cos a cos β 干 sin a sin β Z (複号同順) 図1のように, 軸の正の向きと辺ABのなす角が0 〔rad〕 のとき, 辺BCの速度 ア である。 辺BCの中にある電荷-e [C] (ただ の成分 [m/s] はv= 0-0のとき、 le > 0) を持つ自由電子の速度のæ成分もと同じとすれば, 0<0く 電子は イ のローレンツ力を受ける。 これによって, 閉じている一巻きコ イル ABCD には誘導電流が流れる。 2 これを,コイルを貫く磁束が時間的に変化するという見方で見てみよう。 コイル の面と常に垂直でコイルとともに回転する矢印Nを図1のようにとる。 コイルの面 を矢印Nの向きに磁束線が貫く場合, コイルを貫く磁束は正, 逆向きに貫く場合 πT を負とする。 0 の範囲がー <0 の場合,磁束線はコイルを矢印Nの向きに買 2 2 いており, コイルを貫く磁束 (0) 〔Wb] は ウである。ファラデーの電磁誘

最後の２行どう変形したらこうなるんですか？？ (11)です。

(より y2-(L-2) tan 0 = (1-2) - (2 ④のを代入して y2= eBb mu (11) ⑤⑦ より L (-) (m) ......⑦ eBbL y=yi+y2= mu eBbL ... u = my これを式(ア)に代入して、整理すると (am) Sats (ala (m) (-3) ubi JINS VIL m VIL e dx eBbL\2 = ☑ my y2 e - VI m dL62B2 ☑ x

物理です至急お願いします、 教科書の問題を解いたのですが答えが見つからないので正しいか見てほしいです。

例題 8 ヤングの実験 2枚のついたてA, B を平行に立て, Aにはス リット So, B には狭い間隔 dでスリット S1 S2 が備えられている。 Bから距離Lはなして, A, Bに平行にスクリーンCを置く。 S の左側の 光源から、波長の単色光 (赤色) を送ると, C に明暗の縞模様が観察された。 S1, S2 の垂直 等分線とCとの交点をOとする。 So から S, 光源 S2 までの距離は等しく, L≫ d とする。 次の各問に答えよ。 S₁ L B (1) 点0から上向きに距離 x はなれた点をPとする。 S, S2 から点Pまでの光の経路差を, d, L, を用いて表せ。 ただし, L≫x とし, 0が十分に小さいとき, sin0≒tan が成り立つことを用 いよ。 (2)点から上向きに数えて1番目の明線と点0との間の距離を求めよ。 目 光 仮 ト 求 準 10 75 ① 指針 S, S2 から点Pまでの2本の光の経路は,L≫dなので,平行とみなし、経路差を考える。 2 この経路差が波長の整数倍のときに,2つの光は強めあう。 解 (1)S1, S2 から点Pまでの光の経 路は, L≫dであり, 平行とみなすこと ができる。 したがって, 図のように, 経 路差は dsin である。 0は十分に小さ いので, 近似式を用いると, L x dsin0≒dtan0=d ...1 P Sz 0 0 S₁I 経路差 dsin 0-m) (2)点から数えて1番目の明線は, S, S2 からの経路差が入となる位置にできる。 求める距離を x' とすると, 式 ① を用いて, L x'= L入 d 類題 8 ヤングの実験で, 間隔が0.50mmのスリットに単色光を入射させたところ, 1.5m はなれた スリットに平行なスクリーン上の中央付近に、間隔が1.8mmの干渉縞が観察された。この光の 波長を求めよ。 ③ 15 20 TRY 干渉縞のようすを考えよう 例題8において,次の (ア)~ (エ)に示すように実験条件を変えた場合, 点0から数えて1番目 この明線の位置は、0に近づくか, 0から遠ざかるか, それとも変わらないか。 理由とともに答 25 えよ。 (ア) スリットの間隔dを大きくした場合 A = L とざかる (イ)スリットからスクリーンまでの距離Lを大きくした場合 近づく (ウ)光源の単色光を赤色から青色のものに変えた場合→小さくなるか (エ) BC 間を屈折率n (1) の液体で満たした場合 202 第II章 波動 ・きょり→丈 入は小さくなる→ちがおく 4 スク

高校物理力学です。 3番の答えが③だったんですけど、動摩擦力はθによらず一定ではないのですか？

次の文章を読み, 後の問い ((1)~(3)) に答えよ。 ただし, 空気の抵抗は無視できるものと する。 平らな板と物体の間にはたらく摩擦力について考える。 (1) 図1に示すように, 板の上に物体を置き, 板をゆっくりと傾けていった。 板と水平 面のなす角度 0 が0をこえたとき, 物体は板の上をすべり始めた。 物体と板の間の静 止摩擦係数を表す式として正しいものを,後の①~⑥のうちから1つ選べ。 1 sinc ④in+cosoc 図1 cosc ⑤ sincosoc 平らな板 anc ⑥ cososin Oc (2) 次の文章は,図1で, 0を0から徐々に大きくしていったときに, 物体にはたらく摩 擦力の大きさが変化するようすを述べたものである。 文章中の空欄 2 3 に 入れる語句として最も適当なものを,後の①~⑦ のうちから1つ選べ。ただし,同 じものをくり返し選んでもよい。 100c より小さい間は物体は静止しており,静止摩擦力の大きさは 2 0が 0より大きくなると, 物体は板の上をすべり下りるようになる。 物体がすべり下りて いるときの動摩擦力の大きさは 3 ① 0 に比例する sin 0 に比例する cosO に比例する ④ tan 0 に比例する 1 ⑤ (sino-cos0 ) に比例する ⑥ に比例する tan0 ⑦ 0によらず一定である

【力のモーメント】 棒に玉を乗せているので垂直抗力が発生すると考える3つめの写真のように立式したのですが回答では垂直抗力を考慮していません💦なぜなのでしょうか？どなたか教えてくれたら嬉しいです🙇‍♀️

理 物 解答番号 1 ·21 第1問 次の問い (問1~′5) に答えよ。 (配点 25 ) 問1 壁に立てかけられたはしごを登っていくと、途中ではしごがすべってしま うことがある。これについて, 図1のように、 鉛直な壁に立てかけられた長さ Lの細くて軽い棒の上を質量mの質点が登っていくという簡略化された状況 を考える。 棒と水平面のなす角は0であり、棒は紙面内にある。 質点が棒の 上をすべることはない。 また、壁はなめらかだが水平面には摩擦があり, 棒 と水平面のあいだの静止摩擦係数をμとする。 質点がゆっくりと棒を登っていくと, 水平面から高さHに達した直後に棒 は水平面をすべってしまった。 棒がすべり出す直前において,棒にはたらく 力と,そのモーメントはつり合っている。 棒がすべる直前の質点の高さHを 表す式として正しいものを,次ページの①~⑥のうちから一つ選べ。 H= 1