どうして(1)で遠心力を考慮していないのでしょうか？速くすればするほどmrω²/sinθ分大きくなっていくのではないのでしょうか？

基本例題12 円錐振り子 図のように、長さの糸の一端を固定し、他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをyとして, 次の各問に答えよ｡ (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には, おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として、水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1) では,鉛直方向の力のつりあいの式(2) では円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。なお,円運動の半径はUsin0 である。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scost=mg mg coso S = - こ S Scost Ssine img (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0mgtan0が向 心力となる。 運動方程式 mrw² = F から、 m (Usind) w2=mgtan0 周期T は,T= 2π W 基本問題 55,56,57 = =2π 00 (= Icoso g g l cos 0 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって みえる。 力のつりあ いの式を立てると, (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (Isine) w²-mg tan0=0 m m (Isin) w² Ssin0=mgtan mg 【Point 向心力は、重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく、円運動を生じさせる 原因となる力の総称で、 常に円の中心を向く。 第Ⅰ章 力学

どうして⑵（b）で垂直抗力が0以上じゃないと行けないんですか？

-mv² mgr=- = 1/2 m² 2π ゆえに -=2π T= W 2 (1) 重力による位置エネルギーの基準を点Bの高 さとする。点Aと点B間での力学的エネルギー保 存則より よって N=m N=m(g+²) よってv=√2gr [m/s] 速さで等速円運動をする立場で考 えると, 半円筒の中心方向にはたら く力のつりあいより v² N-mg-m- -=0 r ①式を代入して -=T 20 [s] tot N=m (2²-9) よって 式を整理するとv=v²+4gr £₂t_v=√/002²-4gr (m/s) 速さで等速円運動をする立場で 考えると, 半円筒の中心方向には たらく力のつりあいより v² N+mg-m=0 Vo N=m(g+2gz)=m(g+2g)=3mg〔N〕 (2) (a) 重力による位置エネルギーの基準を点Aの高 さとする。 点Aと点C間での力学的エネルギー 保存則より 1 mv²=1/mv²+mgx2r IN P-5g=0 r よってv=√5gr [m/s] 2 ①式を代入して N=m(²-49r-g) = m (-5g) (N) mg mg (b) N≧0であれば, 小球は半円筒を離れずに点 C に達することができる。 したがって, N=0 とな るvの値が,点Cに達することができるような ひ の最小値である。したがって 2 N 13 単振動 (1) (a) x=0.30sin 4.0t と x = Asinwt の係数を比

黄色のマーカー引いてる所がわかりません。 （1）のｙ成分はなぜ−g cosθになるのでしょうか。 なぜ−がつくのかがわかりません。

口 発展例題5 斜面への斜方投射 [物理 図のように,傾斜角 0の斜面上の点Oから, 斜面と垂直な 向きに小球を初速v で投げ出したところ, 小球は斜面上の 点Pに落下した。 重力加速度の大きさをgとして,次の各問 答え 指針 重力加速度を斜面に平行な方向と垂 直な方向に分解する。 このとき, 各方向における 小球の運動は,重力加速度の成分を加速度とする 等加速度直線運動となる。 ■解説 (1) 斜面に平行な方向 にx軸、垂直な方向に y軸をとる (図)。 重力 加速度のx成分,y成 分は,それぞれ次のよ うに表される。 O (1) 小球を投げ出してから, 斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 (2) OP 間の距離を求めよ。 y -gcosoi 2 gsin g P x 成分 : gsin0 y成分: -gcose 方向の運動に着目する。 小球が斜面から最も はなれるとき, y方向の速度成分vy が 0 となる。 求める時間を とすると, 「vy=v-gcoset] の式から, 0=v-gcose・t t₁ = Vo gcoso (2) Pはy=0 の点であり, 落下するまでの時間 をもとして, 「y=vot-- - 1/27g cost ・f2」の式から, 0=vol2-1212gcos0.12 0=1₂(vo-cost-t₂) t> 0 から, t₂ = 200 gcoso 発展問題 48,52 Vo O x 方向の運動に着目すると, x=-12gsinet か ら, OP間の距離xは, x= =1/29s gsino.t=1212gsine. 2v" tan0 gcoso P 200 gcoso Point 方向の等加速度直線運動は, 折り返 し地点の前後で対称である。 y=0 から方向 の最高点に達するまでの時間と, 最高点から再 びy=0 に達するまでの時間は等しく, t=2t, としてを求めることもできる。

2枚めが回答なのですが、ピンクで色をつけた部分の静止摩擦力が等しくなる理由は何ですか？

3 図4のように, 水平でなめらかな床面上に, 上面があらくて水平な板 A を置き、その上面に物体Bをのせて静止させた。 A の質量をM, B の質量 をm(M> m) とする。 いま, A に水平右向きに一定の大きさの力を加え 続けると同時に, B に水平左向きに一定の大きさ F2の力を加え続けると, BはAの上面をすべることなく, AとBは一体となって水平右向きに等加 速度直線運動をした。 このとき, AとBの間にはたらいている摩擦力の大 きさを表す式として正しいものを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 ① 床面 mFi+MF2 M \MF2-mFil M+m (2) (5) F2 B m 4 \MF2-mFil M mF+MF2 TM-ml AM (3) Fi mF+MF 2 M+m \MF2-mFil M-m

モーメントの問題なんですけど、 なぜこれは力のつり合いでやると答えが変わってしまうのでしょうか？教えてください。 どういう時に力の釣り合いで解き、どういうときにモーメント使うのかわかりません。

必解 335 棒のつり合い 水平なあらい床の上で,質量M の一様な棒AB の一端を大きさの力で引き上げる と、右図のような傾斜角0の状態で静止した。 Fぱい。 らか。ただし,重力加速度の大きさをgとする。 Jan D = (₁0) A 必解 86 転倒する条件 右図のように,縦a[n], 横〔m〕,質量 B F 20 89 そ物くの その (1)

⑴の解説にある等式の意味が理解できません，右辺の(140•4.2+C)•(40-31)のCがよくわからないです。なんで等式に熱容量が入るのですか？

基本例題 25 熱量の保存 熱量計の中へ 140gの水を入れたとき, 容 器も水も一様に温度が27℃になった。 (1) 図1のように,この中へ 47℃の水 40g を追加したところ, 全体の温度が31℃ に なった。 容器の熱容量Cは何J/Kか。 水 の比熱を4.2J/(g・K) とする。 ･120,121,122,123 解説動画 IPOINT 140g 47°C 140g 27 °C (2) さらにこの中へ, 図2のように, 100℃に 図 1 図2 熱した150gの金属球を入れてかきまぜたところ, 全体の温度が40℃になった。 金属球の比熱 cは何J/(g・K) か。 ONKO 180 g 31°C 熱量の保存 高温物体が失う熱量=低温物体が得る熱量 指針 「高温物体が失った熱量=低温物体が得た熱量」 すなわち, 熱量の保存の式をつくる。 容 (1) 熱量の保存によって 40×4.2×(47-31)=(140×4.2+C)×(31-27) これを解いて C=84J/K (2) 熱量の保存によって 150×cx (100-40)={(140+40)×4.2+84}×(40-31) これを解いて c=0.84J/(g・K) ORECAS 150g 100 °C

物理基礎の力学的エネルギーの保存です。 今回のテストは数字だけ変えて出されるらしいのですが、この問題の答えが(１)mgl(1-2/ルート３）になるそうです。例えば角度の部分を60度としたらmgl(1-2/ルート2）になりますか。

こり 一の変化 いので, 速度 59. Point! 振り子の運動では,糸の張力が仕事 をしないため、力学的エネルギーは保存される。 解 答 (1) 図より,はじめの位 置の高さんは最下点を基準とし て h=1-41-(1-4) √√3 2 よって 2 よって, はじめの位置でおもり がもつ,重力による位置エネルギーは「U=mgh」より U=mgh=mgl(1- r=mgt(1-√3) 2 (2) 力学的エネルギー保存則より 1 0+U= 2 (1)の結果を用いて -mv² +0 mgt(1-√3)= 1/2mv² 2 √3 0= √2011-√3) V= (1 /30° はじめ の位置

物理基礎の力学的エネルギーの保存のところです。 答えの図ですらよく分からないです。 この問題を０から100教えて欲しいです。

物体は正の仕事を エネルギーの変化は, に等しいので、 m/s より ーギーの変化 しいので, ■速度 注 U2+W=Uz (はじめ+ 仕事終 をしないため、力学的エネルギーは保存される。 Point! 振り子の運動では,糸の張力が仕事 (1) 図より, はじめの位 置の高さんは最下点を基準とし て 59. h=1- √3 1-1-13101(1-13) √3+1=1/1-2 2 2 よって はじめの位置でおもり がもつ, 重力による位置エネルギーは 「U=mgh 」 より /3 U= mgh=mgt(1-√3) 2 (2) 力学的エネルギー保存則より 0+U=/m² +0 2 (1)の結果を用いて mgt(1-3) = 1/2mv² 2 30 ° AL 6 11-31 よって on / 2011-12/21) -√291(1-√3) はじめ の位置

問3で私の答えが5番になったのですが答えは2で、どこが違ってきているか分かりません。

- Cosy) 9 0 分 直後での運動量保 **第18問 次の文章を読み、下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 【10分 図1のように水平な床の上に半頂角0の円錐をその軸が鉛直になるように固定 した。円錐の頂点から質量mの小球が長さの軽い糸でつるされており、円錐 と接しながら角速度で等速円運動をしている。 糸は伸び縮みせず。円錐面はなめ らかである。ただし、重力加速度の大きさをgとする。 とする 0 問 等速円運動の周期はいくらか。 正しいものを、次の①~⑥のうちから一 つ選べ。 T= 1 会 20 mgsin+lucos²8) O' m (gcose + lu'sin¹0) 2x W w² (r-mlsing) = gross and rw²³-mew singsing cos 問2 小球が糸から受ける張力の大きさSはいくらか。 正しいものを次の①~8 のうちから一つ選べ。 S 2 17 W 2x 2 m (gsinf-lo cos³0) mr W=gsind cost + me ursing 4mgcost-la'sin³0) mairt (gos + sin() W² = [sing wire w f =mrw² (0) (050)-1) b = 2,415 M Tsint F Tco₂0 mg J 20 I (groso + lu² sino) cost = g U₁² 11 groso sino 問3 をいろいろ変えて小球を等速円運動させるとき、小球にはたらく垂直抗力 の大きさは図2のように変化した｡ 図2のc)はいくらか。 正しいものを､下 の①⑤のうちから一つ選べ。 03 m = mg sing w²=lgsing 〒53 0 mr 4 masin mg (050+ lw²siño) = [ 9 V Isin __w² T mut sing gcos T mg sine + N mg coso 2 QF mg 1030 Im CO₂O mg Burg mycose + ml wsing T T my co me sinfu = ((stein² ou ² ) 9 Icos my cosp 図2 Ex mg = m + cos w² g r como e COD w² mgsing N mesingumasing macoso I + me sinow sint ex=lsing gsin 1 Tsing BSAJN + == T-mg cose my 00 Aug Tcose + Nsin0 = mg) Ttanf Too 30 My he ca = 3 mrw² mg _ru tand: g w² wid. ₂N

物理基礎です。最後の答えがなぜ0.9ではなく0.90になるのか教えてください🙏

基本例題36 熱量の保存 周囲を断熱材で囲んだ熱量計に, 2.5×102g の水を入れると,全体の温度が23℃となった。 この中に,100℃に熱した質量 2.0×102gのア ルミニウム球を入れ, 静かにかき混ぜたところ. 全体の温度が 34℃ となった。 アルミニウムの銅の容器 比熱はいくらか。ただし, 水の比熱を 4.2 水 J/ (g・K), 銅の容器と銅のかき混ぜ棒をあわせ た熱容量を30J/K とする。 指針 熱平衡に達したとき, 高温のアルミ ニウム球が失った熱量は, 低温の水, 容器, かき 混ぜ棒がそれぞれ得た熱量の和に等しい。 ■解説 アルミニウム球が失った熱量を Q [J],その比熱をc[J/g-K)] とすると, 「Q=mcAT」 の式から, Q. = (2.0×10²) xcx (100-34)=13200c[J] 一方、水が得た熱量を Q2 〔J〕, 容器とかき混ぜ棒 が得た熱量を Q〔J〕 とする。 Q2 は, 「Q=mcAT] の式から, Q2=(2.5×10%) ×4.2×(34-23)=11550J 温度計 熱量計 解説動画 基本問題 268,269,270 銅のかき混ぜ棒 ・断熱材 アルミニウム球 第Ⅲ章 Q3 は,「Q=CAT」 の式から, Q3=30×(34-23)=330J 熱量の保存から, Q1=Q2+Q3 の関係が成り立つ。 13200c=11550 +330 c=0.90J/(g・K) SKO*.00S Point 熱量の保存では、次の関係を利用して 式を立てるとよい｡ (高温の物体が失った熱量の和) = (低温の物体が得た熱量の和) |熱力学