(2)の解き方が分かりません！

発展例題13 摩擦のある斜面上の運動 発展問題 17, 一 図のように, 水平とのなす角が0の斜面の下端に質量mの物体を置き, 斜面に沿っ て上向きに初速度 vo を与えた。 斜面と物体との間の動摩擦係数をμ', 重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。 NOSSONNECT (1) 物体が斜面を上がって最高点に達するまでに,斜 K 面上を移動した距離をvo, g, μ', 0 で表せ。 (2) 物体は最高点に達したのち, 斜面をすべりおりる。 下端に達したときの速さをvoμ', 0 で表せ。 指針 物体は,運動の向きと逆向きに動摩 擦力を受けており, その仕事の分だけ力学的エネ ルギーが減少する。 最高点では速さが0となる。 解説 (1) 物体がすべり上がるときに受 ける力は,図のようになる。 動摩擦力の大きさ は、μ'mg cose であ り, 最高点に達した ときの力学的エネル- ギーの変化は,動摩 擦力がした仕事に等 mgcost mg sin 0 μ'mg cos mg 1 = JSH m mglsine-1/2mv2μmglcost 2 v₁² 2g (sin0+μ'cost) → 日 2 2. (2) 斜面の下端に達したときの力学的エネルギ 一の変化は,往復する間に動摩擦力がする仕事 に等しい。 -m²-1212mv²²=-2μmglcost sino-μ'coso (1) を代入して, v= sino+μ'coso Vo CS Act Nor

133 解説お願いします🙇

110 18 交流回路 (3)図2で、電圧の最大値はAの波形が 40V, Bが40 mVであった。 ただし, 図2でBは縦方向に拡大し ている。 電気容量Cの値はどれだけか。 (4) 図1のaとbの間にコイルを接続し、電源の電圧 を調整し (2) と同様な測定を行った。このとき,図 3のような結果が得られた。 ただし, 図3でBは縦 方向に縮小している。 電圧の最大値はAの波形が4 V, Bが10Vであった。 自己インダクタンスLの値 はどれだけか。 (5) 図1のaとbの間にコンデンサーとコイルを直列 に接続した。このときの共振周波数はどれだけか。 (6) 図1のaとbの間に抵抗, コンデンサー, コイル を直列に接続した。 交流電源の周波数を共振周波数 に合わせ、電源の電圧の最大値を10V に調整した。 このときab間に接続した抵抗, コンデンサー, コ イルで消費される電力の時間平均値はそれぞれどれ だけか。 ILA EE 0 0 庄 33. <LC並列回路> 図1のように抵抗値Rの抵抗R, 自己インダクタンスLのコイルL 電気容量CのコンデンサーCと交流電源EおよびスイッチSからなる 回路がある。 コイル内の抵抗は無視できるものとする。 〔A〕 スイッチSをつないでいない場合, cd間に実効値 Veの交流電 圧を与えたところ, ac間の電圧とab間の電圧が等しくなった。 (1) 交流電源の交流電圧の最大値を求めよ。 (2) ac間の電圧の実効値を求めよ。 (3) 交流の周波数を求めよ。 [B] スイッチSをつないだ場合, cd間に周波数fの交流 電圧を与えたところ, bに対するaの電位の瞬時値 Vab は図2のように時間とともに変化した。 (1) コイルLを流れる電流の瞬時値の実効値 を求 めよ。 (2) コンデンサーCを 流れる電流の瞬時値 Icの実効値 Ice を求 7 0 0 Vabt Vo 0 - Vo Ich Icm 0 0.01 - Icm 図2 0.01 図3 (10 大阪教育大 C 図2 0.02 時刻 (s] L 0.02 時刻 [s] b ~ めよ。 (3) Veb の時間変化に um 対するおよびIc 図3 図4 の時間変化をそれぞれ図3および図4に示せ。 ただし, それぞれの電流の最大値を Im および Icm とし, 横軸の目盛りは図2と同じものとせよ。 4 位相差 の何倍か。 (5) 図1の自己インダクタンスLを別の値L'に変えたところ、 抵抗Rに電流が流れなくな った。 L'を求めよ。 〔09 愛媛大改) 134.交流電流とリアクタンス> 図1のような電圧と角周波数を設定できる交流電源を用意した｡ AB間に は、 抵抗 コンデンサー, コイルなどを接続する。 交流電源の電圧を VtVasinwt, 抵抗の抵抗値をR, コンデンサーの電気容量を C, コイル の自己インダクタンスをLとして次の各問いに答えよ。 時刻を角周波数とし, 導線の抵抗やコイルの内部抵抗は 無視できるものとする。 作図は, (2)~(4) について角周波数とリアクタンスの図1 交流電源 定性的な関係がわかるように、1つの図(図3) の中に表せ。 なお, nを整数とすると, sin (nat) および cos (nwt) の1周期にわたる時間平均は0である。 (1) AB間に抵抗をつないだとき, 回路に流れた電流はI(t) =Lsinwt であった。 (a) を VoとRで表せ。 (1) (2) (3) (b) 電源のする仕事率 (電力) の, 1周期に わたる時間平均を求めよ。 (2) AB間にコンデンサトをつないだとき, 回路に流れた電流はI(t) = Isin (wt+p2) であった。 (a) を Vo, C, w, 2の値を求めよ。 (b) コンデンサーのリアクタンス X を求め, リアク 1) タンスと角周波数の関係を実線で図示せよ。 ア (c) 電源のする仕事率の, 1周期にわたる時間平均タ を求めよ。 また, その値の物理的意味を述べよ。 18 交流回路 (3) AB間にコイルをつないだとき, 回路に流れた電 流はI(t)=Issin (wt+ps) であった。 ス C 20 offmo 図2 AB間に接続する素子など ((1) ~ (5)) C (5) ofthe 角周波数 α 図3 (a) Is を Vo, L, w で表し, の値を求めよ。 (b) コイルのリアクタンス X を求め, リアクタンスと角周波数の関係を破線で図示せ よ。 発展(4) AB間にコンデンサーとコイルを直列につないだ。 (a) リアクタンスの大きさ|X|と角周波数の関係を太い実線で図示せよ。 (b) リアクタンスの大きさが最小値をとる角周波数 を求めよ。 発展 (5) AB間に抵抗とコンデンサーとコイルを並列につないだとき, 回路に流れた全電流は I(t)=Issin (wt+ds) となった。 Is と tan Φs をそれぞれ Vo, R, C, L, ω のうち必要なも のを使って表せ。 [08 東京医歯大 改) 111 TI

写真のことで質問です。v’とx軸の間が30度になるというのは感覚的には理解できるんですけど、なぜ30度になるかが分かりません。

りv=v' である 図bよりびをx √√3 2 K || = ( 3gh (m/s) 2 gh (m/s) EX b NEDI y4 B 30° 30x 160 V 30° ACASTING

力の釣り合いについての質問です。Nの大きさは重力の大きさの分解によりmg sinθとなると思ったのですがどうして０になるのですか。

ve1 がいな hunga いがも 適切に かった d no en Qun 110 第1章力学 21. 斜面上の運動とエネルギー 水平面上に断面が直角三角形ABC となる三角台が固定されている。 ここに BC面から測った A 間のみ摩擦があり (小物体との間の動摩擦係数をμとする), 斜面の他の部分はなめらかである. 点の高さはんであり, ∠BAC=90°, ∠ACB = 0 である. また, 斜面 AC間の距離 1 の部分 OP 0 P A F B (1) B 点に質量 m の小物体を置き, 力Fを加えて小物体を斜面に沿ってゆっくりと A 点まで 移動させた.物体が受ける力をすべて数え上げ, BA間で各々が物体にした仕事を求めよ. ●(2) A点から初速0で小物体を滑らせた. B点を通過する時の速さはいくらか. ●(3) A点からC方向に小物体を滑らせたところ, 0 点を速さで通過し,さらにP点を通過 して滑り続けた.OP 間で小物体が受ける力をすべて数え上げ,各々が小物体にした仕事を 求めよ. (4) P点における小物体の速さはいくらか.

⑶の解説の丸で囲ったところがわかりません。

(3)(2)の時刻におけるP, のようなことが起こるかを簡潔に答えよ。 18 斜方投射図のように、水平から 60°の斜め上方 に小球を発射する装置がある。 小球を速さ”で鉛直な壁 面に向かって打ち出した。 小球は, 高さが最高点に達し たとき, 点Qで壁面に垂直に衝突した。 壁は点Pから 水平方向にだけ離れており,点Qは点Pよりんだけ 高い位置にあった。 ただし, 小球は壁と垂直な鉛直面内 を運動し、空気抵抗は無視できるものとする。 また、重 力加速度の大きさをg とする。 (1) 発射直後において、小球の水平方向の速さは1である。発射から壁に衝突するまで, 小球は水平方向には速度が一定の運動をする。 発射直後から小球が壁に到達するまで の時間tを, v, lを用いて表せ。 の部分(QTRC √√3 (2) 発射直後において, 小球の鉛直方向の速さは である。 小球は鉛直方向には加 2 Mic 速度が一定の鉛直投げ上げ運動をし、点Qで鉛直投げ上げ運動の最高点に達する。 h を, v, g を用いて表せ。 (3) はしの何倍か求めよ。 ト PZ60° 小球 (20 計)

問3で、導体棒の速さが一定値になった時の速さvを求めるのですが、解答では力のつりあいを用いていました。私は電流0として解こうとしましたが、vが0になってしまいました。電流を0として解くやり方はダメなんでしょうか？

もう一回とく 糸の固定点 ばね A d 0; 図1 0 B Ⅱ 図1のように, 十分に長い導体のレール abとレール cd が, 水平面と角度を なして間隔Lで平行に置かれている。 これらのレールの上には,質量mの導体棒が レールと直角になるように置かれており, レール上を滑らかに移動できる。 また, ac間とbd間には,それぞれ抵抗値 R, の抵抗 1 と, 抵抗値 R2 の抵抗2が接続され ている。 さらに,二つのレールが作る平面と垂直上向きに, 磁束密度Bの一様な 磁場がかけられている。 以下の問1~5に答えなさい。 解答の導出過程も示しなさ い。 必要な物理量があれば定義して明示しなさい。 ただし, レールと導体棒の電気 抵抗, レールと導体棒の接触抵抗, およびレールと導体棒に流れる電流で生じる磁 場をいずれも無視してよい。 (配点25点) 問1 導体棒がレールと平行に下向きに速さで動いているとき, 抵抗 抵抗2 に流れる電流の大きさをそれぞれ求めなさい。 また. 抵抗1 と抵抗2に流れる 電流の向きが, それぞれa→cとc→a, bdとdbのどちらであるか答 えなさい｡ 問2問1の状況において. 導体棒にはたらく力の大きさと向きを説明しなさい。 2023年度 物理 27 3時間が十分に経過すると、導体棒の速さは一定値となった。 を求めな さい。 107 A 問4 問3の状況において,抵抗1と抵抗2で単位時間に発生するジュール熱をそ れぞれ求めなさい。 問5 問3の状況で発生するジュール熱の元となるエネルギーが何か説明しなさ T B 抵抗 B₁ b B2 図1 抵抗2 導体棒

(2)がどうしてこうなるのか分からないです

図は,x軸上を等加速度直線運動している物] [m/s]↑ 体が,原点を時刻 Os に通過した後の 6.0秒間の 速度と時間の関係を表す v-t図である。 (1) 物体の加速度 4 [m/s²] を求めよ。 (2) 物体が原点から最も遠ざかるときの時刻 [s) と, その位置x][m] を求めよ。 (3) 6.0 秒後の物体の位置 x2 〔m) を求めよ。 (4) 経過時間 [s] と物体の位置 [m]の関係を グラフに表せ。 (1) 1~ヒグラフの傾きから a=-2.0[m²] (0) V=001) ti= fors] N → J. - (1-4)² + 16 15 3. 図は、電車がA駅を出てから直線 状線路を通ってB駅に着くまでの、 速さと時間の関係を示すグラフであ - 8.0 20 -4.0 16 正の向き 面から116mm] (③3) グラフの面積) x2=16-40=12[m] (4)y: vot- / at²r) y, st - t² of ARGACYLINERCERAIA 6.0 [t[s] 一魚の向き そのときのグラフの ↑ (1) (2) £ い

斜方投射の問題です ⑷までは解けました、⑸のsin2θ=1にしなければならないところがなぜなのかわかりません、誰かお願いします🙇‍♂️

なる。 下図 「 S t[s] 基本例題 11 斜方投射 小球を水平面となす角0だけ上方に速さ を通過して水平面上の点Qに落下した。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 投げてから最高点Pに達するまでの時間を求めよ。 (2) 投げてから落下点 Q に達するまでの時間tを求めよ。 (3) 最高点Pの地面からの高さHを求めよ。 (4) 水平方向の到達距離 OQ を求めよ。 0 (5) が一定のとき, OQ が最大となる 0の値はいくらか。 0 水平面 考え方 ? 投げた点を原点 0, 水平右向き, 鉛直上向きにそれぞれx, y軸をとると方向 方向は鉛直投げ上げと同じである。 は等速直線運動, [解説] ADVEN (1) y方向について, 最高点 Pではv=0m/sだから, v=vo-gt より vo sin g (2) y方向について,落下点Qではy = 0mだから, 1 y = vot- -gt より, 0 = vosin0- gt よって, t= 0 = vosino.tz - 1/201² 2vo sin g (3) y方向について, v2 - vo2 = -2gyより, よって, t2 = 24.5≒25m/s 02-(vosin0) = -2gH よって, H= 2g Vo² sin ²0 別解y = vot-1/2gte より, H = vosind.h 2 Vo %0² sin ²0 (t > 0) (※運動の対称性より, t2=2t) (5) (4) は OQ= vo² sin 20 g のとき OQが最大となる。 これより, 20 = 90° よって, 0 = 45° 最高点P で点Oから投げ出したら, = - よって, H= 2g (4) x 方向について, x = vot より, OQ = vocosAt2 200² sin cos よって,Q g 2 għ₁² H と書き直せるから, sin 201 初速度の x成分= COst y成分= vosin A 2 sin Acos0= 自己評価:9AB C 10 A B C 11 ABC sin 20 23

VLの式がなぜこうなるのか分かりません。 位相がずれているというのは何か他の情報から導くことは出来ないのでしょうか？

② コイルのリアクタンス 図 115のように, コイルに流れる電流I[A] と, コイルに加わ る電圧 VL[V] を I = Ito sin wt (113) VL = Vuosin (wt + $) (114) とおく。ここで,電圧の最大値 VL0 [V] と, 電流の最大値 Luo [A]の比を考える。 XL=X/10 VL=VLosin (wt+$) リアクタンスは次のように 310 第4編 図 115 (115) コイルL =Iusinwt tb コイルに加える交 流電圧 は矢印の向きを 正とし,V,は点b に対する点 a の電位を表すものとする。 XL, は, 交流に対する抵抗のはたらきを示す量であり,これをコイルの 10 オーム reactance ■己インダクタンスをL[H], 交流の周波数をf [Hz] とすると,コイルの リアクタンスという。単位は抵抗と同じく, Ωを用いる。 コイルの自 15

(1)〜(4)まで何も分かりません😭 教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

60 ばねの連結 自然の長さが等しく、ばね定数がそれぞれ ki [N/m], k2 [N/m] の軽いつる巻きばね A,Bがある。重力加 速度の大きさを g [m/s²] とする｡ (1) A, B の一端をいっしょにして天井に固定し、他端もいっしょ にして質量 m[kg] のおもりをつるすと、ばねは何m 伸びる か。 A mm & m B (3): Reeeeeeeeeeeee MA m B (2) (1) のとき, A,Bを1つのばねとみなすと, そのばね定数kmは何N/m か。 (3) Aの一端を天井に固定して他端にBの一端をつけ, Bの他端に (1) の場合と同じ質量 のおもりをつるすと, おもりは何m 下降した位置でつりあうか。 (4) (3)のとき, A,Bを1つのばねとみなすと, そのばね定数 は何N/m か。 値 ➡64