この問題の（1）と（2）についてなんですが、（1）は張力を分解するのに対し、（2）は重力を分解してるじゃないですか、、その違いがわかりません。 つりあいの式を立てるだけなら1番も2番もどちらを分解してもいいように思うのですが、答えが変わってきてしまいます。詳しく解説お願いし... 続きを読む

58. 振り子の糸の張力● 長さ 1の軽い糸aの一端に質量m のおもりをつけ, これを天井からつり下げた。 別の糸bをおも りにつけて水平方向に引くと, 糸aと鉛直方向のなす角が0の ところでおもりは静止した。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) このとき, 糸aの張力の大きさ S」を求めよ。 (2) 次に,糸bを静かに切る。 糸bを切った直後の,糸aの張力の大きさ S2 を求めよ。 (3) おもりが最下点を通過する瞬間の, 糸aの張力の大きさ Ss を求めよ。 例題15,64 糸a 糸b m

(1) を（Aの重心）-（Bの重心） を使った式の立て方を教えてください…！

発展問題 L 136. 切り取った立方体の重心■密度が一様で,一辺の長さがL の立方体の一部分を直方体形に切り取り,残った部分を物体Aと する。切り取った直方体Bの奥行きはL, 横の長さは1,高さは1 である。図のように,Aを水平面上に置いて静止させた。 (1) Aの重心の位置は,Aの左端からどれだけ右にあるか。 L,さこ るを用いて表せ。 A L 円イ の 会 自

どうして滑り出さない時に F<μN になるんですか？ わかりやすく教えてください！ Fは摩擦力です

このとき (3)斜面の傾斜角0は,直方体が倒れない最大角であり, 力(静止摩擦力と垂直抗力の合力)の作用点はPにある。そのため Pのまわりの抗力のモーメントは0となる。(2)の結果を用いて Pのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てると, mghsiné 2 ī tan0= h mglcos0 2- (4) 直方体はすべり出さないので, F<μNである。したがって, M、=M。 ニ 結果を用いて、 mgsin0Sumgcos0 2tan0= h 供付

なぜ水平方向で考えないといけないんでしょうか？

|発展問題(本誌 p.119~p.120) | 193 力のモーメントのつりあい の向さ平水 考え方」物体 ABCD が受ける力には, 3本の棒にはたらく重力と点Bにはたらく糸の張力がある。点 Bのまわりの力のモーメントのつりあいを考えることにより, 棒BCの傾きの角0を求める。 (1) 棒 AB, BC, CD にはたらく重力の 作用線と点Bの間の距離をそれぞれ h, ha, hs とすると, 右の図aから, h」 h2 30 0aial-W ntel W 020o1S B 2 0 -cos0 h=2 A mgy M=T.a mg h==- sine -sin0 2 Cs ths 0点Bから点Cまでの 水平距離はIsindであ り,点Cから棒CDの重 心(中点)までの水平腫 hュ=lsin@-, cosd® "Cosgo 2 V mg D 図a 棒 AB, BC, CD にはたらく重力の, 点Bのまわりの力のモーメントをそれぞれ M., M2, M3 とすると, Mi=mg·h= 1 -mglcos0 2 -cosd である。 2 M2=-mg·h2=- -7mglsin0 ミ、1 2 Ms=-mg·hs=ーmgl(sin0- -cosé 2 Tきらも大の 大の代平ホ ot 固 棒AB…mglcos0, 棒 BC…ーmglsin0, 2 2 棒 CD…-mgl(sin0-cos0) 1 るを開 (2) 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいから, 1 -mglcos0- 2 Vim mglsin@-mgl(sin0- cose)=D0 2 cos0-sin0-2(sing- cose)=0 -Cos0)=0 2 2cos0-3sin0=0 よって, tan0= Sind _ 2 2 CosO 3 3 200mle 126

(2)でなんで④が条件になるんですか？Nbがどうして来るのかわかんないです

鉛直方向のつりあいより Na-mg=0 水平方向のつりあいより よって Ns=mg 1 tan 0> 2μ Na-F=0 Let's Try9 Na 長さ1(m] の軽い棒 AB 壁に立てかけた棒のつりあい 8. A 8. 3 を,水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に, 水平から -1離れた 60° の角度をなすように立てかける。棒のA端から 点に重さ W[N] のおもりをつるしたところ, 棒は静止した。 (1)棒が壁から受ける垂直抗力の大きさを NA [N], 床から受け る垂直抗力の大きさを Na[N], 摩擦力の大きさをF[N] と する。Na, Na, Fをそれぞれ求めよ。 60° B 状ン さ (2) 棒の立てかける角度を変化させたとき、 棒が倒れないためには, 角度を何度以 上にすればよいか。 ただし, 棒と床の間の静止摩擦係数を号とする。 2 3

この問題のエネルギー保存で磁場による力F=IBLの仕事と誘導起電力の仕事を考えなくていいのは何故ですか？

実戦 /0 4 基礎問 /18 [注 86 磁場中を運動する導体棒II 図のように,水平と角度0の傾角をもつ導体の 平行レールが間隔/で固定されており,上端には 起電力Eの電池Eと可変抵抗器がつないである。 長さ1,質量mの細い導体棒 abをレールに直角 にのせ,レールに沿って滑って移動できるように 解 a B」 ょり 0 なっている。また,磁東密度Bの一様な磁場が鉛直上向きに加えられており、 I. (1 重力加速度の大きさはgとする。導体の電気抵抗や導体棒 ab とレールとの ンジ 間の摩擦力は無視できるものとして, 次の問いに答えよ。 no ○○OI. 可変抵抗器の抵抗がある値のとき, 導体棒 ab はレール上で静止した。 ab を流れている電流の大きさはいくらか。 I.可変抵抗器の抵抗をある値にすると導体棒 abはレールに沿って上昇し、 しばらくすると一定の速さ uになった。この等速運動について考える。 boの 導体棒 abに発生する誘導起電力はどの向きにいくらか。 ODO このときの可変抵抗器の抵抗値Rを求めよ。 (3)次の物理量を求めよ。また, これらの間に成り立つ関係式をかけ 電池が供給する電力 PE 抵抗で発生する単位時間あたりのジュール熱P bO人 導体棒abを上昇させるための仕事率び る。 場。 (3 (高知大) ●電磁誘導とエネルギー保存の法則 金属棒の運動による電礎 誘導では,力学的なエネルギーと電気的エネルギーが相互に変 精講 換される。 力学的エネルギーの変化、 電池の仕事 外力の仕事- 抵抗で消費される エネルギー コンデンサー·コイルに 蓄えられるエネルギー 着眼点)力学的なエネルギー→金属棒やおもりの運動,外力でチェック 電気的エネルギー中閉回路に含まれる素子(電池など)でチェック。 発展 エネルギー保存の法則は電磁気系または力学系に分けて考えること もできる。 電磁気系:電池および誘導起電力の仕事の和で考える 力学系 2路

セミナー物理基礎2021の52の問題です。 (2)のL＝½gsina・t²とありますが、これは何の公式でしょうか？　よろしくお願いします

0st コs v>0なので、 g a V> cos0 V 2(a tan0-k) Rの小 52.斜面への斜方投射 解答 11 (1)xA= COSs0·t, yA=U,sin0·t- 2912 -0aia-0 1 (2) =9sinacosa-t", Ya=-59sin'a· (1) Aは, x軸方向に は等速直線運動,y軸方 11 (3) tan0= tana 指針 Aの運動をx, yの各方向に分けて扱う。 Bは, 斜面に沿って 向には初速度vo sin0 の 鉛直投げ上げと同じ運動 をする。 等加速度直線運動をする。移動した距離から, 位置座標を求める。Aと Bが衝突するには, 時刻 をでのA, Bの座標が一致する必要がある。 (1) Aの初速度のx成分 vox, y成分 voyは, Vox= Vo COse, Voy=Vosin@ なので, 時刻 tでの座標 解説 y 0aie (xA, Va)は, 1 VA=Vo sin0·t-gt XA=VoCOs0·t XB=Lcos a (2) Bは, 初速度0,大きさ gsina の加速度で, 斜面に沿って 等加速度直線運動をする。時刻tでの斜面に沿った移動距離 L Lは, L=-gsina-t B 図から,時刻tにおける座標(xp, Va)は, VB=-Lsinα 1 X=Lcosa=→g sina cosa·t? 1 -g sin'α·t (3) 時刻tにおいて, xa=XB, Va=VBが同時に成り立てばよい。 =ーLsina=-9sin'a- e" 2 2 1 Vo COs 0·t= 9sinacosa·t XA=XB 1 Vo sin0·t 9=-ラgsin'a1?…② o円 VA=VB 式2から, Vo sin0·t= -gt"(1-sin'a) ○式のの変形では, 1-sin'a=cos°aを用 ている。 Vo sin0·t= -gt° cos'α この式と式①の辺々を割ると, 1 ;gt°cos'a 00 sin@·t 1 tan0= Vo COs0·t tana 59t° sinacosa 53.高さ制限のある斜方投射

3です モーメントのつりあいを考えて解くことはできないんですか？ 式 xmgcosθ=L/2mgcosθ

新の量復重 思考·判断·表現 33 剛体がすべり出す条件と倒れる条件 8分 太郎君は, 粗い斜面と質量m[kg]の物体を用いて, 粗い斜面と物体 との間の静止摩擦係数μを求める実験を計画した。 図1に示すように, 物体は斜面上に置かれ静止してい な る。この物体は一様な剛体とみなしてよく,1辺の長さ がL[m]の立方体である。辺PQ は水平であり, また, 斜面が水平面となす傾斜角は0[°]である。重力加速度 の大きさをg[m/s°]として, 次の各間に答えよ。 PA 水平面 ート 図1お単 L 切向 y 問1 次の文章の空欄 式を,下の解答群0~®から一つずつ選べ。 斜面から物体にはたらく垂直抗力の大きさは, [N]であり,静止摩擦力の大きさは, 図1における辺 PQ の中点Aを通る鉛直断面を,図2に 示す。斜面から物体にはたらく抗力の作用点は,図2の 点Aから斜面に沿って上向きに3 [m]の位置である。 の解答群:0mg 1 3に入る最も適した 1 2[N]である。 lavim コ em コー A お間は J0 水平面 図2 1 2 mgsin0 3 mg cos0 の mgtan0 6 mgL の解答群:0 O mgLsin0 の mgLcos0 mgLtan0 2 mg mg sine mg cose mgtan0 Lmg 6 2 6 Lmg sin0 2 Lmg tan0 2 の Lmg cos0 受感 L 3の解答群: 0 L(1-sin0) の (L(1-cos0) o L(1-tan0) の 2 2 2 2 L (1-sin0) uL(1-cos0) 。 L(1-tan0) L 2 6 2 2 第1章 運動と工ネルギー

8についてです。 斜面をx軸として解くことはできますか？ 途中まで解いたのですがよくわからなくなってしまいました。

傾角30°の斜面がある。最下点から斜面に対して角 30°の方向に初速 び6で投げ出した。斜面との衝突点まで の距離1と衝突するまでの時間tを求めよ。 8* Vo 30。 30° ラ 山L、 L rt.L Lと

この問題文の言いたいことはわかったのですが途中の計算式が解けません。 お願いします。

基礎 例題24 動摩擦力のする仕事とエネルギー 95 100 101 物理 >|94 質量m[kg]の物体を傾きの角0の斜面上に置き,斜面に 沿って上向きに初速度 vo[m/s]を与えたところ,物体は斜面 に沿ってL[m]だけすべって静止した。物体と斜面との間の 動摩擦係数を求めよ。重力加速度の大きさをg[m/s°]とする。 Vo」 中間試験 0 解答 物体にはたらく力は重力, 垂直 抗力,動摩擦力カである。動摩擦力が仕 事をするので,動摩擦力のした仕事の 分だけ力学的エネルギーが変化する。 物体と斜面との間の動摩擦係数をμ', 動摩擦力のした仕事をWU]とすると, W=- (μ' mgcos0) ×L ここで,(力学的エネルギーの変化) = (動摩擦力のした仕事)よ り,初めの位置を重力による位置エネルギーの基準面とすると, 除く) N のセンサー 29 Chapter 摩擦力がはたらくときのよ うに,力の向きと運動の向 きが逆向きのとき,その力 がした仕事は負になる。 7 mg 解答をすること のセンサー 30 係が集めて持っ 摩擦のある面上での運動で は、動摩擦力のした仕事の 分だけ,力学的エネルギー が変化する。つまり, 力学 的エネルギーが保存されな い。(力学的エネルギーの m×0°+ mg × Lsin0 mus + mg ×0 =D W したがって, μ' = じ-2gLsin0 2gLcos0