問2 の弾性力による位置エネの式の意味がわかりません。よろしくおねがいします

15 問1 問2 ⑥ ドーは保存されるので から水平面上を運動して 問1 図aのように、上のばねは だけ伸び、下のばねは だけ縮んでいる。 よって 小球にはたらく力は、大きさ から点に達する 存されるので、重力に 水平面とすると の上のばねが上向きに引く力、 大きさ fi-k(l-h) 1-M の下のばねが上向きに押す力と 大きさ mgの下向きの重力であ る。 したがって, 小球にはたら 力のつりあいから 12 h mg 15 面にする直前の小 k(l-h)+k(l-h)-mg=0 であるので にする。 地球上での h=l- mg 2k ギーは、 この力学的エネル の2つの運動エネ 以上より,正しいものは ① 問2 小球の高さが1になったとき, ばねの長さの合 計がyなので,図bのように, 上のばねはy-21 だ け伸び、下のばねは自然の長さとなっている。 よっ て, 小球にはたらく力は,大きさ fi=k(y-21) の上のばねが上向きに引く力と大 きさmgの下向きの重力である。 したがって, 小球にはたらく力の つりあいから k(y-21)-mg=0 であるので 0000000 y= mg_ k +21 た y-21 ト mg 重力加速度の 動摩擦力は物 ある。 物体の初 までの距離を! レギーの変化が 2μg は24倍に 2倍になる。 ③となる。 また, 手がした仕事 W は ば ねとおもりからなる系の力学的エ ネルギーの変化であり、図aと図 bの状態の小球の重力による位置 エネルギーの変化 40 と弾性 力による位置エネルギー(弾性エ 図 ネルギー)の変化 40th の和に等しい。 よって W-40 +40 ばね =mg(1-n+1/24(y-212-12(1m)×2} =mg(1-h)+1/21k(y-21)-(1ール)。 以上より,正しいものは ⑥。

（１）についてです ma＝Fという公式を使うのはわかるのですが、右辺のFをどう求めたのかがわかりません なぜ10.0−4.9をしてFが出るのでしょうか 教えていただけると幸いです

基本例題14 摩擦力と加速度 m 図のように, 粗い水平面上に置かれた質量 1.0kgの物体に, 右向きに 10.0Nの力を一定の時間加えてすべらせたあと, 力 を加えるのをやめた。 次の各問に答えよ。 ただし, 物体と面 との間の動摩擦係数を0.50, 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 基本問題 94,95,96 10.0 N AN垂直抗力 →a 加速度 g 動摩擦力 (1) 力を加えている間の, 物体の加速度を求めよ。 Vmg =1x9.8 (2) 力を加えるのをやめたあと, 物体がすべっている間の加速度を求めよ。 指針 物体は,左向きに動摩擦力を受けて いる。「F' =μ'N」 の式を用いて動摩擦力の大き さを求め, 運動方程式から加速度を求める。 =9.8N 右向きを正とし, 加速度をα 〔m/s2] とすると, 運動方程式 「ma=F」 は, 1.0×α = 10.0-4.9 α=5.1m/s2 ■解説 (1) 鉛直方向の力のつりあいから, 垂直抗力Nは重力に等しく, N=1.0×9.8=9.8 右向きに 5.1m/s 2 Nなので、動摩擦力 F'' は, F'=μ'N=0.50×9.8 =4.9N a₁ 9.8N (2)力を加えるのをやめたあとも、面をすべっ ている間, 物体は左向きに 4.9Nの動摩擦力を 受ける。 右向きを正とし, 加速度を α2 〔m/s2] とすると, 運動方程式 「ma=F」は, |10.0N 物体が受ける力は図の 1.0×αz=-4.9 a2=-4.9m/s2 ようになる。 74.9N 9.8N 左向きに 4.9m/s2 (2

物理の棒の釣り合いの問題です。 棒の質量は1.0kgなのに、なぜ棒の重力？(真ん中にかかる力)は1.0gなんですか？

8 第1編力と運動 Let's Try! 例題 5 棒のつりあい 長さ20cmで質量 1.0kg の一様な棒ABの両端におもりをつるし, Aから 7.0cm の点Pに糸をつけ, 天井からつるした。 このとき糸の張力は98Nとな り棒は水平につりあった。 A, B につるしたおもりの質量 ma, mB [kg] を 求めよ。 重力加速度の大きさを g=9.8m/s^ とする。 指針 未知の力 (おもりの重力) がA, B に加わるので,その一方の点のまわりの 力のモーメントのつりあい, および鉛直方向の力のつりあいを考える。 解答 点Aのまわりの力のモーメントのつりあいより 10g × 7.0-1.0g×10-mg×20=0 鉛直方向の力のつりあいより よって mB=3.0kg 10g-mag-1.0g-3.0g=0 よって mA=6.0kg -6 解説動画 7.0cm P リードC リード C 例題 F=98N=10×9.8N =10g (g=9.8m/s2) 棒の 長さの軽 この棒に質量 30°の角をな 擦力の大き 指針 A 解答 棒に モーメ 鉛直 7.0cm A P B 10 cm 10cm 1.0g MBg 水 Imag 5. 剛体のつりあい 共通の軸をもち, 半径が10cmと30cmの2つの円板を固定した 装置がある。 軸を水平に支え, 図のように2つのおもりを下げたとき,円板はどちらにも回 転しなかった。 おもりBの質量m[kg] を求めよ。 30cm 10cm- A B 6.0kg m 7. 棒 14

外分のやり方がわからないです。⑵⑶のやり方を教えてください

0 問6 (1)~(3)のように, 剛体に2つの平行な力がはたらいている。 それぞれ,合 力の向き,大きさ, および点0から作用線までの距離を求めよ。 (1) 6.0m- (2) 30 N (3) 48N4 1.5m 0 O 5.0m 4.5m 30 N 60 N 45N 1.0m 36 N

私は2枚目に書いた通り物体から出た力で運動方程式を立てたのですが、答えには受けてる力で書かれてありました 私が書いたのではダメですか？？ダメだったら理由も教えていただきたいです🙇🏻‍♀️ 右向きが正です

30 43 物体AとBがあり,質量はそれぞ れと3mである。 なめらかで水平 な床の上で,一端を壁にとめた軽いば ねの他端にAをつなぎ, 離れないよ うにする。 次に, BをAに接触させ て,ばねを自然長 より x だけ押し 縮め、静かに手を離した。 ばね定数を んとする。 1000000000 Xo Xo 202 Xo A B lo Xo T T 72 (1)手を離したあと,はじめAとBとはいっしょに運動する。 32 T. 2T X(ア) ばねの長さが1のときの,運動方程式を A,B それぞれについて 記せ。ただし,加速度をαとし,AがBを押す力を N とする。 (イ) N を1, lo, k を用いて表し, BがAから離れるときのを求め よ。 (2)Aから離れたあとのBの速さはいくらか。 X(3) B が離れたあと, ばねの最大の長さはいくらか。 (4) 自然長からのばねの伸びをxとし, xの変化を時間についてグラ フに描け(ただし,図中のTはT=2√m/kであり,t=0のとき (東京学芸大 + 名古屋大) x=-x である)。

色塗ってるとこの式変形分からないので教えてください！お願いします

こると A cosx と 点dでは CA の媒質の 2πA T -=2U 振動から遅 yは、時刻における原 点での変位に等しい。 ゆえに y=Asin- sin 27 (t-x) ひ ) 波が原点から固定端を経て位置xに伝わるのにかかる時間は,原点から L+(L-x)=2L-xだけ移動しているので、 (3) 2L-x V であるA また,固定端反射では波の位相がずれることから, 時刻における位置x での反射波の変位 y2 は, 時刻t-2-xにおける原点の変位の位相を けずらしたものになる。 2π T Asin (27 (1-21-x)+x|--Asin 2 (1-21-x)on ※B 2L よって y=Asin (4) (2) (3)の合成波の変位をyとすると 277 y=+32=Asin (-)+(-Asin 2(-2-x) T 2π =2Asin T 2L-x V 2 COS 2L- 2π V T 2 <<-A 0 =2Asin となる。 この式において 2Asin T L. cos cos 27 (t-L) 2 (1-x)は振動の位置 x での振幅を表 =(-1)x Asin(ユ ◆ B (2)の結果を直接用いる形の解 法は、彼が原点からx=L で反射して位置まで進む距 離は (2L-x) 固定端にお ける反射で位相がずれるの で、変位は (−1)倍される (位 相が反転する)。 以上より ( のxを (2L-x) にかえて. 変位ys を (-1)倍したもの が yとなる。 t- は時刻に依存した振動を表すので, 波形の進行しない L sin 2x (L-x) cos 2-(1-1) 定在波とわかる。 (5)定在波が最大振幅になるのは COS 2 (t-1)=±1 のときだから y=±2Asin T 2x (L-x) 5 <-%C 固定端は定在波の節節 y= ±2A sin 2x(x) (1)の結果,入=vT と L=2』 を用いると 54 L=±2.Asin2 )= ±2A sin 2x() の最大振幅は2Aである 記の定在波の特徴を用い 図することもできる)。 2A- = 士24sin (12/26) 5 5x 2L 5π =2A cos -x 2L 0 1 5 よって、波形は図a の実線または破線のようになるC -2A セント 75 〈円形波の反射〉 (1) 「反射の際、波の振幅および位相は変わらない反射波は器壁に対して点①と対称な点を波源とする波と同 (2) 反射の際に位相が変わらないので、「2つの波が弱めあう条件』(経路差)=(半波長)×奇数 (3)波源から遠くなると2つの波の経路差は小さくなる。(5)(L上の節の数)=(Oと壁の間にある節の数) (10) ドップラー効果は波源と観測者を結ぶ方向の速度成分によって起こる。 物理重要問題集

x＝1.5、1の時 位相がπ/4とπ/6というのをどのようにして求めれるのでしょうか？教えてください。

17* 実線は +x方向へ進む正弦波yを,点線 は-x方向へ進む正弦波y を表している。 定常波の節の位置を図の範囲で答えよ。また, x=3, 1.5, 1での単振動の振幅を求めよ。 AI x 03 6 9 12,15 [cm] AY

実効値についてです 最大電圧が以下の通りになる理由が分かりません そのままNBSωsinωtを用いない理由はなんですか？

解 (2) Qに対するPの電位をと して, コイルに生じる交流電圧を求めよ。 ここで, 4 (coswt) =wsinwt を用いよ。 ABscosut) At -N BG- alexar B=0.1[Wb/m²〕,S=0.5[m], N=10巻き, wiπ[rad/s] とする。 (3) 交流の周期はいくらか。 (4) 交流電圧の実効値はいくらか。 Ve=112 = (1) コイルの面に垂直な磁束密度の成分は Bcoswt[Wb/m²〕 だから =NVBS on sinat T = 2020 Wood 2=100.1.0.5 100 Bcosut Bcoswt 〔Wb/m²〕 x S〔m²) =BScoswt 〔Wb〕 (2) 誘導起電力はコイルを貫く磁束の変化を妨 げるように生じる。 え 40 Acaswt v=-Nx -=- NBS x- At NBSwsinwt [V (3) 周期をTとすると T=- 2л 2π W =0.2. 50 100л (4) 最大電圧 v は ひ = NBSw である。 ひ。 =10×0.1×0.5×100=50 [V] 実効値 V は V=- =12=12 50=25√2〔V〕 111 [V] -253- wt B 0.5.10

屈折についてです なぜ赤線部のようになるのでしょうか 式も教えてくださるとありがたいです🙏

例題 87 水面からんの深さのところに点光源Sが ある。 the cox xo n= x nau 空気の屈折率を1, 水の屈折率をn, 真空 中の光速をcとし, 水中から空気中へ向かう 光の入射角を α,屈折角をβとする。 み t=n こ h heus cosd 空気 (1)Sを出てから、入射角 αで水面に達するまでにかかる時間はい くらか。 (2) sinβをnとsinαを用いて表せ。 (3)水面上に円板を置き, Sから発せられる 光が空気中に出ないようにするとき,円板 の最小半径を求めよ。 図のように, の凸レンズ A 光軸を一致させ して固定する。 3fだけ離れた (1) 凸レンズ その像の大き (2) 凸レンズ るか。 また、 解 (1) レンズの hn 解 t= + マ C0960 3f b n (1) 水中での光速はv=-であり、水面までの距離は レンズAの であるから, 水面に達するまでに要する時間は COS a h 実像ができ 像の大きさ t= COS a hn ひ CCOS a x 3f b 121 求

3枚しか貼れなくて情報が最低限になってしまったんですが、(ケ)と(サ)の符号問題がどうして回答のようになるか分かりません。

係より求まる。 め」は電圧を基準にした電流の位相差であることに注意して Z₁=√R²+w2L2, cos₁ == wL R ✓R2+I2 sin= √R2+w2L2 1 (カ)(ク)(サ)(シ) コンデンサーのリアクタンスは- であり, コンデン wC サーの電圧はコイルを流れる電流より位相が遅れる。 電流の最大値を I2 とすると,抵抗とコンデンサーの合成イン ピーダンス Z2は,右図の電流を基準とした電 圧の最大値の関係より求まる。 2 2 RI₂ 電流 1-10- は電圧を基準にした電流の位相差であるock ことに注意して R2+ 1 Z2=R2+ R [ cosΦ2= w²C² 1 R2+ w²C² 1 1 sin$2 = + WC 1 R2+ w²C² back (ス)与えられた式を用いて Z12+Z22+2Z1Z2COS (01-02) =Z2+Z22 + 2ZZ2 (COS PICOS 2+ sinisinΦ2) =R(1+L2+R1+RC) +22.2. 1 wL.. R2 wC Z1Z2 ZIZ2 =rful-2- R2 WL L 1 R°C + *R*C² + 1] = R√(LC)²+4] (セ) 図3-3よりw=0のときZ=R, ω >0のときZ<Rだから 1 R1+ wL 1 2 R WRC +4 L 2 [(1+)-4]<R 570