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物理 高校生

(3)の解説お願いします。

Date 3運動の法則 17 |23. 〈滑車と物体の運動) 次の設問では、糸および滑車の質量、 ならびに物体の大きさは ないものとする。また、糸は伸び縮みしないものとし、 滑車はな めらかに回転できるものとする。重力加速度の大きさをgとして、 次の設問に答えよ。 [A) 図1のように, 質量 mの物体Aと質量5mの物体Bを糸 1で結び、滑車Pにつるす。 さらにこの滑車Pと物体Cを糸2 で結び,天井から糸3でつるされた滑車Qにつるす。 (1) 物体 A,物体Bおよび物体Cを同時に静かにはなしたとき, 物体Aと物体Bは動きだしたが, 物体Cは静止したままであ った。物体Cの質量はいくらであったか。数字ならびに m, gの中から必要なものを用いて答えよ。 [B] 次に,図2のように, 物体Aと物体Bを同じ高さに固定し, 図1の物体Cを糸2から取り外す。その後,糸2の右端を一定 の大きさFのカで鉛直下方に引くと同時に, 物体Aと物体Bを 静かにはなすと, 滑車Pは上昇した。物体の運動中に,滑車ど うしの接触や物体と滑車の接触は起こらないものとする。数字 ならびに m, g, F, dの中から必要なものを用いて次の設問に 答えよ。 (2) 物体Aと物体Bを静かにはなした後の,糸1の張力の大き さはいくらか。 (3) 物体Aと物体Bの高さの差がdになった瞬間の物体Aの速さはいくらか。 天井 糸3 滑車Q 滑車P 糸2 糸1 物体B 物体C 物体A m 5m 図1 天井 糸3 滑車Q、 滑車P 糸2 糸1 物体B カF 物体A m 5m 図2 (19 九州工 -24. 〈動く斜面上の糸でつるした小球〉 水平面に対する傾角が0[rad] のなめらかな斜面 ABを った台Pがある。その斜面上に質量m[kg] の小球Qを とフ

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物理 高校生

どうしたらこのように式変形できますか?

第I章 力と運動」 指針 物体とエレベーターのそれぞれで運動方程式を立て, 連立させ て解く。エレベーターは, 張力F, 重力 Mg, 物体からの力を受けてい る。物体は,重力 mg, エレベーターの床からの垂直抗力を受けている。 解説)物体が床から受ける垂直抗力の大きさをNとすると, エレベー ターと物体が受ける力は, 図のようになる。鉛直上向きを正として, 加 速度をaとすると,それぞれの運動方程式は, エレベーター: Ma=F-Mg-N …① 物体:ma=N-mg 式の+式2から, Oエレベーターが物体か ら受ける力は,物体が床 から受ける垂直抗力Nの 反作用であり,大きさは Nに等しい。また, エレ ベーターと物体の加速度 は等しい。 (M+m)a=F- (M+m)g a F これから、 a= M+m 6. Mg 式2にこれを代入して整理すると, mF NN mg N=ma+mgー M+m エレベーターが受ける力 物体が受ける力 88.気球の運動 解答 (1) 6.0×10°N (2) 2.2m/s° 指針 気球は重力と浮力を受けて,鉛直上向きに運動している。 (1)浮力の大きさは, 運動方程式から求める。(2) 荷物を捨てると, 浮 力の大きさは変わらないが, 気球の質量が小さくなって加速度が大きく なる。 本問では, 気球の体積 や空気の密度が与えられ ていないので、アルキメ デスの原理を用いること はできない。運動方程式 十を求め 解説)(1) 気球は重力 mg=60×9.8Nと浮力カF[N]を FA 0.20

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