なぜ、ここにθがあるのかが分かりません。

出題パターン 25 曲面上の円運動 点Aで質量mの小物体を静かに放した場合 の運動を考える。重力加速度の大きさを!! とす 物体が点 R (LAPR=0) を通過するときの速 さぁ (1) であり、面から受ける垂直抗力 は (2) である。がある値より小さい場合 は、物体は点Sを通過したあとも、しばらく面 上をすべる。 Q B そして、ある点T (LSQT = 9) に達したときの速さを1とすると､点で 物体が面から受ける垂直抗力は(3) となる。 そして4=Pの点T で面から離れて空中に飛び出したとする。 このとき cos Po=(4) という関係が成り立つ。 また点 To で面から離れるときの物 体の速さをg, a b で表すと (5) となる。 解答のポイント! 面から離れる垂直抗力N=0の条件を活用する。 解法 (1) 求める速さは,力学的エネルギー保存則 より (図7-9), (高さ0の点はSにとる) A P 1 mga= mvi'mga (1-sin0 ) 2 点A 点 R ,,=v2gasino ①袋 (2) 図 7-9のように点Rを通過する瞬間を回る 人から見て、円運動の解法3ステップで解く。 図7-9 STEP1 中心は点P, 半径は, 速さは D, である。 STEP2 遠心力を図7-9のように作図。 STEP3 回る人から見た半径方向の力のつりあいの式と①より Vi 垂直抗力N=m + mgsino=3mgsino a 86 漆原の物理 力学 R Po 遠心力 m2/2² R 4 N₁ 18 8 asine 中心 a

⑵がわかりません。

【4】 下図のように, 軽いつる巻きばねの上端を傾き 0 のなめらかな斜面上に固定し、 他端に質量mの物体を 付けて斜面上に置いたところ, ばねが α だけ伸びてつ りあった。このときの物体の位置を点Aとする。さら に,点Aから斜面にそって αだけ下方の点Bまで物体 を引いて静かに手をはなす。 重力加速度の大きさを g とする。 つりあい の位置 自然の 長さ vooooooo? migsinbel VA なめらかな斜面 50 B mg img cost (1) つる巻きばねのばね定数kを求めなさい。 F=kxより mgsing=ka k=_mg sino mg a sin 0 a (2) 物体がつりあいの位置を通るときの速さを求め なさい。 力学的エネルギー保存則より otimg+/ka²=/mntoto (√ga sine)

(5)なんですが、Qが斜面を離れる時T2＝0ではなぜダメなのですか？

セント 24 〈動く斜面上の糸でつるした小球〉 (2) (4) 加速度運動しているP上で観測すると,Qには重力, 垂直抗力、張力のほかに慣性力がはたらいて、 ている。 ヒント (3) 『Qは斜面にそって上昇する』糸がたるむので糸の張力は0になる (5) Qが斜面から離れる垂直抗力は0になる N P (1) 台Pが静止しているので、小球Qには たらく力は重力、張力、 垂直抗力である (図a)。張力の大きさを T, 垂直抗力の 大きさをNとすると, 小球Qについて、 斜面方向の力のつりあいより mg coso B T=mgsin0 [N] 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N=mg cos 0 (N) (2) 左向きに加速度 α 〔m/s'] で運動する台 P上で観測すると,小球Qには大きさ ma〔N〕 の慣性力が右向きにはたらき, 小球Qは静止している (図b)。 張力の大 きさを T', 垂直抗力の大きさをN' とす ると,小球Qについて, mgsine 斜面方向の力のつりあいより mg cosa T'+macos0=mgsin0 よって T'=mgsino-macos0 [N] mg 図b 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N' =mgcos0+masin0 [N] ※A (3) 小球Qが斜面にそって上昇するとき, 糸がたるんで張力は0になる。 これよ り台Pの加速度がα 〔m/s ] になったとき, 張力の大きさ T' の値 (①式)が 0 になる。 ① 式より gsin0 よって ao= -=gtan 0 [m/s²) cos o N" T' T'=mgsin0-macos0=0 (4) 右向きに加速度6[m/s'] で運動する台 P上で観測すると, 小球Qには大きさ mb〔N〕 の慣性力が左向きにはたらき, 小球Qは静止している (図c)。 張力の大 きさをT", 垂直抗力の大きさをN" と mb sina mbicos A すると, 小球Qについて, 斜面方向の力のつりあいより T"=mgsin0+mb cos 0 [N] mg sin of 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N"+mbsin0=mgcost mg よって N"=mgcos-mbsin0 [N] B (2) (5)小球Qが斜面を離れるとき,垂直抗力は0になる。 これより,台Pの加速度 が bo〔m/s?] になったとき,垂直抗力の大きさ N"の値 (②式) が0になる。 ②式より N"=mgcoso-mbosin0=0 よってbo= gcose g sino - [m/s2] tan 0 mgsin 0 Q mg N'Y Q mb ma masine C TIT. 図 a macose mg coso 図 c 25 (5) 三角 (7) 小 三小小交速 (1) 小 (2) A 別解 慣性系(静止系 から観測すると、小球Qはた 向きに加速度αで等加速度 動をしている。 N'S N' cos 6 1 Tsine T cose N' sin 8 10 Img 水平方向の運動方程式は ma=N'sin0-T'cose 鉛直方向のつりあいの式は mg = N'cos0+T'sin0 この2式より T'=mgsin0-macose [N] N'=mgcos0+masino [N] ←B 別解 慣性系 (静止系 から観測すると小球Qは 向きに加速度で等加速度 動をしている。 T'sin 6 N'' cos O- N" T T'' co N'' sin 10. Img 水平方向の運動方程式は mb=T"cos0-N"sin 鉛直方向のつりあいの式 mg=T"sin0+N"co この2式より T"=mgsin0+mbcos N"=mgcoso-mbsin (3

⑵がよくわかりません。 解説お願いします！

24 基本例題 20 斜面上を滑る物体の加速度 水平となす角0の滑らかな斜面上で,質量mの物体を滑 らせる。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 物体を斜面の上端に置いて静かに手放した。 物体が斜面 を滑り降りるときの加速度の大きさを求めよ。 0 (2) 物体を斜面の下端に置いて斜面に沿って上方に初速度 vo を与えた。物体が斜面を上昇するときの加速度の大きさを求めよ。 m

至急です。 56番の⑴が分からないです。 なぜN＝mgsinθではダメなのですか？

4.円運動 37 56.円錐面内での等速円避動の 錐形容器が,中心軸が鉛宣方向と一致するように, 頂点を下にし て固定されている。 頂点を原点とし, 鉛直上向きにz軸をとる。 2軸と側面とのなす角(半頂角)は0である。 円錐形容器の内側の 面上にある2=2Aの点Aから, 面に沿って水平方向に,質量mの 小球を速さ voで打ち出したところ,小球は一定の高さを保った まま等速円運動をした。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 小球が容器の面から受ける垂直抗力の大きさを, m, g, 0を 用いて表せ。 (2) 等速円運動の向心力の大きさを, m, g, 0を用いて表せ。 (3) を2A, gを用いて表せ。 (4) 等速円運動の周期を,zA, g, 0を用いて表せ。 図のように,内面がなめらかな円 24」 第 A 10 ス=0 合 00 →例題12 ヒント(1) 小球は, 重力と垂直抗力を受けて, 等速円運動をしている。水平面内を運動するので, 垂直抗 力の鉛直成分と重力はつりあっている。(2) 水平面内で等速円運動をするので, 向心力は水平面 内での円の中心を向いている。

⑶の図のNを求める時の質問です。 mgを分解してmgサインθになり、 向心力のm×vの二乗/lsinθも分解してm×vの二乗/l tanθ となりその二つを足せばNになると思ったのですが答えは mgsinθ− m×vの二乗/l tanθ でした。 なぜ引くになるのでしょうか？

ノU m-25ing mg mgsine

水圧の公式についてです この公式の導入の時は P0 も ρdg も単位がNだったのですが、なぜそれを足すと水圧になるのですか？

5 POONGS 水圧の公式 水圧 P= 大気圧 P+Pdg 1m²の断面積で深さdの 「水の柱」の重力 (この式を覚えてはいけない。 図5を書いていちいち導くこと)

バネの問題で運動方程式は全て立てたのですが、(2)はどれを使って解けばいいのか分かりません。 よろしくお願いします

運動方程式より、 y A:x: maa-kol-lo)+magsino-① y: maa = N-magcoso.② ing B:x:mBa=megsino-k(l-lo) ③ to y: MB Q = N - MB COSO 9..... 学 力学Ⅰ 唄目標時間: 10 分 2 いろいろなカ 物体AとBがばねで結ばれ斜面上にある。 物体Aと斜面の間には摩擦がはたらき、 その静止摩擦係数をμA とする。 物体 B は斜面上を滑らかに移動できるとする。 物体 A の質量を ma[kg] 物体B の質量を m[kg]、重力 加速度の大きさを g[m/s']とし、 ばねの自然長を Io[m]、 バネ定数を k[N/m]とし、 ばねの質量は無視できるとする。 以下の問いに答えよ。 felm] 1240018 >35118 A PASKOTAL ŤASIUM $SÉXOROFESOS 20 B ww ○ (1) 図のように、斜面の傾きが0のとき、 ばねの長さがI[m]となり、物体Aと物体Bが斜面上で静止していた。 物体Aに働く摩擦力と垂直抗力Nを求めよ。 (2) バネの長さを求めよ。 (3) (1) の静止状態から、斜面の傾きを少しづつ増加させた。傾きが 0mのとき、物体Aが動き始めた。 20 M ŠÉstodośn PXAXC8A4 (1) tan 0 m を求めよ。 k(l-lo).

高校物理の電磁気（コンデンサー）の問題です。 とても苦戦してます。得意な方教えてくださいお願いします。

G |+QL R B 誘電率を H 平行平板コンデンサーが端子GとHの間に接続されており,端子G'とHの間には電 池と抵抗(抵抗値 R)が直列に接続され,端子G”とH°の間には抵抗(抵抗値 R)が接続さ れていた(図参照)。コンデンサーの電極AとBの面積はSで,その電極間隔はdである とする。電極間は真空であり,真空の誘電率をsとする。まず,端子GとHを,端子G'と Hにそれぞれ接続すると、電流が流れ, 電極 A とBにそれぞれ電荷 +Qと-Qが蓄えら れ,電極AとBの間の電位差は となった。 次に,端子GとHから端子G'とH'を, それぞれ切り離したのち,電極Bを固定したま ま,電極Aを,手をつかって一定の力Fで図の下方にゆっくりとょだけ動かした結果,電 極間隔がdからdーxとなった。このとき、,手がした仕事は であった。この力Fは電極Aに蓄えられた電荷+Qが、電極Bに蓄えられた電 荷-Qによって生じた電界(強さE)から受ける静電気力と見なすことができる。この電界 の強さどは、電極AとBの間の電界の強さEの5 さらに、電極AとBの間隔を4-xに保ったまま,端子GとHを端子G'とHに,それぞ れ接続した。このとき,電流が流れ,電極A に潜えられた電荷は 最後に、端子GとHを,端子G'とHからとりはずし,それぞれ端子G”とH"に接続した。 接続してから,十分時間がたつまでに,端子G'とH°の間の抵抗で発生したジュール熱 7 となり,電極AとBの間の電界の強さEは 2 3 であり,Fの大きさは 4 倍である。 だけ変化した。 6 は であった。

この(2)の問題の解説でy=、、、の③の式でなんでy軸の向きとayの向きが逆なのに、なぜプラスで計算されているのでしょうか？

*44.斜方投射● 図のような水平面とのなす角が30° の 斜面上の1点から,小球を斜面の上方に向かって斜面に対 して角度0,初速度 voで発射する (0°<0<60°)。重力加 速度の大きさをgとする。 () 斜面と衝突するまでの小球の運動で, 発射から時間t後の斜面に平行な速度成分 vx, 斜面に垂直な速度成分 ひッを vo, g, 0, tで表せ。 (2) 発射から斜面と衝突するまでの時間 toを ひo, g, θで表せ。 (3)発射地点から衝突地点までの斜面にそっての到達距離Rをv0, g, θで表せ。 (4)小球が斜面に対して垂直に衝突するためには, tan0の値がいくらであればよいか。 Vo ン 30° [横浜国大 改)