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物理 高校生

問2 問4を教えてください

717) THE EF WE ON (よく出る 図1のように水平面上に斜面を固定し、 斜面上部に1秒間に60打点を 2 記録する記録タイマーを設置した。斜面と水平面をなめらかにつなぎ, 記録テープをつけた台車を置き,記録タイマーのスイッチを入れると同時 に, 台車から静かに手をはなして台車の運動を調べた。 その結果, 図2の ような記録テープが得られた。 この記録テープをスタート地点から6打点 ごとに区切って番号 ① ~ ⑩ をつけ、それぞれ 表1 の長さを測定し, 表1にまとめた。 次の問い に答えなさい。 (問52点他各1点/計7点) 番号 4 10 長さ[cm〕 0.8 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8 5.4 5.6 5.6 5.6 X 記録テープ_ 記録タイマー 斜面 (2) 台車 ⠀ 図2 水平面 #12 問1 斜面部を下るときの台車の運動について,次の説明文の空欄a, bにあてはまる適当な語句を、次のア ~ウからそれぞれ1つ選んで記号で答えなさい。 (完全解答) 「進行方向にはたらく力の大きさは( ) なるので、台車の速さは(b) なる。」 イ だんだん小さく ウ常に一定と as by ア だんだん大きく 問2 動き始めてから0.4秒から0.5秒の間の平均の速さは何cm/秒になるか求めなさい。 X 問3 ①~⑩の間の台車の運動について、時間と速さの関係を表すグラフ、および時間と移動距離の関係を表 すグラフとして適当なものを、 右 のアーカからそれぞれ1つずつ選 EKKIDE+x んで記号で答えなさい。 XX 問4 図1と比較して、水平面から台車までの高さは同じであるが斜面の角度を大きくして同様の実験を行っ た。このとき, 台車が水平面に到達したときの速さはどうなるか答えなさい。 大きくなる 36cm/秒 ウロ

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物理 高校生

(2)について質問です 点Bを通過するための条件は、v>0かつN≧0と書いてありますが、 もしv>0かつN<0の場合はどのような運動をするんですか? イメージしづらいので教えて頂きたいです🙏🏻

ループ式ジェット 29/ 4 例 33 鉛直面内での円運動 右図のような, 半径r[m]のなめらかな円筒面に向 けて、質量m[kg]の小物体を大きさv[m/s] の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。 重力加速度の 大きさを g〔m/s^〕 とする。 鉛直線となす角が0の点(図の点C) を通過すると きの小物体の速さと面から受ける垂直抗力の大き さを求めよ。 (2) 小物体が点Bを通過するためのv の条件を求めよ。 小物体 慣性力の 方向 coso g センサー 39 円運動では、地上から見て 解くか、物体から見て解く かを決める。 ① 地上から見る場合 遠心力は考えず、 力を円の 半径方向と接線方向に分解 し、円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 m=F または m'=F ②物体から見る場合 遠心力を考え、力を円の半 径方向と接線方向に分解し, 半径方向のつり合いの式を 立てる。 ma どちらでも解ける。 センサー 40 物体が面に接しているとき、 垂直抗力 20 (1) 水平面を重力による位置エ ネルギーの基準面とする。 解答 (1) 点Cでの小物体の速さを v[m/s] とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より 1 mvo = =-1/1/1₁ mv²2+mg (r+rcos) ゆえに, v=√√v-2gr (1+cos0) [m/s] ③①を比較すると、 N≧0(面から離れない条件)が の条件を決めることになる。 m vo 垂直抗力の大きさを N〔N〕 とすると, 地上から見た円運動の運動方程式は, Vº m -= N + mg cos Y これに”を代入し, 整理すると, v=√v²-4gr よって, >>122 127 131 gr> 0 ゆえに, vo>2√gr また. ② より = 0 を N に代入して,N= B rcos e N = mv02 --mg (2+3 cos0) [N] ......② T 別解 小物体から見ると, 円の半径方向にはたらく力は,実際 にはたらく力のほかに, 円の中心から遠ざかる向き よって. mv² r -5mg 20 2K, voz√5gr ③,④がともに成り立つためには、vogr A ・③ mv02 r B v² がはたらいている。 半径方向の力のつり r 合いより, v² N + mg coso-m -=0 (量的関係は上と同じ) 補 非等速円運動では,円の接線方向にも加速度があり、物 体から見た場合,接線方向での力のつり合いを考えるため には,接線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2)(1)より、0 〔rad] では, 0 が小さくなるにつれて, v, ≦™ Nはともに減少していく。 点Bを通過するためには,点B でかつ≧0であればよい。 ①より, 8=0を 代入 して、 mgcoso N -5mg mg ④4④ C Ch

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