(2)(3)で地震の縦揺れ、横揺れの慣性力を考慮してると思うのですが地震の慣性力の向きが(2)だと上向き、(3)なら左向きだとなぜ分かるのですか？ (出典:難問題の系統とその解き方)

例題1 剛体のつりあい ① 次の文中の ] に適する数値(負でない整数) をそれぞれ記入せよ。 図のように、直方体の一様な物体Aが, 水平と45°の傾斜をもつ地盤Bの上に、質 量の無視できるロープCによって取りつ けられた構造物がある。物体Aと地盤B とは、接触しているだけである。 物体Aの質量:m=1.0×10° 〔kg〕, 重力 加速度の大きさ:g=10[m/s²], 物体Aと地盤Bとの間の静止摩擦係 数および動摩擦係数:μ=1/3, 2の値:1.4とし,ロープCは十分強く, 伸び縮みしないものとする。 (1) 静止しているとき, ロープCの張力は (ア)[ 盤Bが物体Aに作用する抗力の大きさは (イ) × 10°Nであり、地 × 10°Nである。 (2) 地震によって,次第に強くなる上下動(鉛直方向の動き)が起こ り,ある加速度が物体Aにはたらいたら,物体Aが転倒(物体Aが 地盤Bに対して,すべり・離れなどの動きを起こし、回転して倒れ る状態)を起こし始めた。 その加速度の大きさは (ウ) m/s' であ り,ロープCの張力は (エ)[ × 10°Nである。 (3) 地震によって、次第に強くなる水平動が起こり、ある加速度が 物体Aにはたらいたら, 物体Aが転倒 ((2)参照)を起こし始めた。 その加速度の大きさは (オ) m/s' であり, ロープCの張力は (カ) ×10°Nである。 〔東京理科大・改] 考え方の キホン y A hor 4m 45° + 2m. C B 力学において最も重要なことは、力を正しく見つけることである。 そして力がわかれば,それらを互いに垂直な方向に分解し、力のつ りあいの式を2つつくる。次に,適当な点のまわりの力のモーメントのつりあい この式をつくる。 あとは, 以上の3つの連立方程式を解くだけである。なお, 静止 摩擦力はつねに最大静止摩擦力が働いているとは限らないので, はじめからその 値をμN とおいてはいけない。 まず, 未知数として文字で表し (例えばF), つ りあいの式を解いて F の値を求めてから, FUN の条件を課せばよい。 また, 力のモーメントのつりあいの式は, 任意の点のまわりのモーメントで考えてよい が,なるべく計算が簡単になるような点を選べばよい。 すなわち、ある力の作用 線上の点を ントになるので計算が楽である。 水平面 カ学 2 3 波動

⑵②の解説でガスボンベの圧力させると気化が進むのはなぜですか

130 会話文をもとに考察する 次のA君とB君の会話を読み, 下の各問いに答えよ。 A: たしかに。 サウナに入ったときの様子を思い出しながら考えてみよう。 まずサウ B : サウナってそんなに熱いんだね。 そんなに熱いのにどうして火傷しないんだろう。 A: この前サウナに行ったんだけど, 温度計を見たらなんと90℃を示していたんだ。 では人の出入りがある。 そういうときに少しは涼しくなるので, 和らげられている 出た。それもよかったかも。 そして, サウナから出たらすぐにしっかりと水分補給を のかも。 それから, 長時間サウナに入っているのはきついから、僕は15分くらいで した。 A: そうだね。 高温なのに火傷しない理由はほかにありそうだ。 考えてみると、僕がサ B: そういうことは大切だね。 でも,それは直接火傷防止にはつながらないのでは。 ウナに入った目的はたくさん汗をかくことで, 実際にたくさんの汗をかいたよ。 B: そもそも、僕たちはどうして暑いときに汗をかくのだろう。 A: それは, ことで体温を下げられるからだ。 B: そうか。 そのおかげで体温はサウナと同じ90℃にまで上昇しなかったんだ。 でも、もしも90℃のお湯に入ったらすぐに火傷しそうだ。 サウナで90℃なのはお ●湯でなく空気だということも,火傷しないことに関係していそうだけど。 B : そうか、空気は水に比べてイが小さいんだった。だから、身体には 90℃のお 湯に接したときほど熱が伝わってこないんだ。 A: それに,水分が半分以上を占める身体と空気とを比べると,身体のほうがウ が大きいね。だから,身体の温度が上昇するにはよほどの熱が必要になるんだ。 B:いろいろな理由があって,サウナでは火傷しなくて済むんだね。 (1)空欄 ゥに入る最も適切な語を、 それぞれ1つずつ選べ。 ア 1:① 身体の表面が濡れる ② 汗が垂れて熱を奪う ③ 汗が蒸発して熱を奪う : ① 熱の伝わりやすさ ② 熱容量 ③ 断熱性 ウ ① 熱の伝わりやすさ ② 熱容量 ③ 断熱性 イ (2) サウナで火傷しない理由についてのA君とB君の考察から推測できることとして 正しいものをすべて選べ。 ① 注射の前のアルコール消毒では冷たく感じるが,より低温の水で行えばより冷た く感じる。 ② ガスボンベからガスを一気に噴出させると, ボンベが冷たくなる。 ③ 凍ったものを解凍するとき, 空気と同じ温度の水の中に入れるほうが、空気中に 置くより早く解凍できることがある。 ④ サウナの室温と同じ温度の味噌汁で火傷することはない。

(2)について 解答にあるx軸はどこで取っているんですか？

(ALB) 重要問題 13 分裂 TITOAROL ( 質量 M 〔kg〕の球Aが,図1のように力F 〔N〕 を T 〔s〕 間受けて, 質量m[kg] の半球Bと質量M-m [kg] の半球Cに分裂する場合について考える。重力は無視でB きるとして次のに適当な式を入れよ。 初めAが静止している場合,分裂後のB [ の速さは(1) [m/s] である。次に図2 A 高 のように, Aが運動量 〔kg・m/s]で等速 小 直線運動してきて点Dで分裂を起こした後, B,Cが, 点DからL 〔m〕 だけ離れてAの 進行方向と垂直に置かれた板に衝突する場 合,分裂の方向はさまざまであることを考 えると, Bの運動量の最大値は2人 [kg・m/s]である。 また分裂がAの進行方向と垂直な方向に起こった場合,Bの 運動量の大きさは (3) 〔kg・m/s] である。 この場合、Bは板上, 点Eから (4) 〔m〕 離れた所へ衝突する。 2O AO S (331 〈三重大〉 内 D B H 差が つく! -D ORCH ÞOR L F ELD 小塚 量す達擦12 ( 解

(１)で鉛直方向のつりあいで、 Tcosθ=mg とするのは間違えですか？ 理由も教えてください！

る。また,円の中心方向の成分を向心力として,等速円運動をしている。 206. 鉛直面内の円運動 長さlの糸の一端に質量mのおも りをつけ, 他端を点0に固定して, 振り子とする。 糸が鉛直 方向と角をなすように, おもりを点Aまでもち上げ, 静か にはなした。おもりの最下点をB, 重力加速度の大きさをg として,次の各問に答えよ。 (1) おもりをはなした直後の糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 最下点Bにおけるおもりの速さはいくらか。 (3) 最下点Bにおける糸の張力の大きさはいくらか。 ヒント (1) このとき, おもりの速さは0なので, 向心力は0 となる。 (3) おもりは,重力と糸の張力の合力を向心力として円運動をする。 0 0 B A m 例題29

何故、マーカー部分のように言えるのですか？ 図の摩擦力の部分は、 なぜ静止摩擦力なんですか？ 動摩擦力の時はないのですか？

基本例題27 慣性力 ENT REM 水平面上に台車があり, 台車の上に質量m[kg]の物体を置く。 台車と物体の間の静止摩擦係数をμ,重力加速度の大きさをg [m/s²] として,次の各問に答えよ。 X (1) 台車が右向きに加速度 α 〔m/s']で運動している。 台車上 指針 台車上から見ると, 物体には重力, 垂直抗力, 静止摩擦力, 慣性力がはたらいている。 加速度を大きくし, すべり出す直前になったとき, 静止摩擦力は,最大摩擦力となる。 解説 be hun から見たときに物 から見たときに物体にはたらく力を図示せよ。 また, 摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 加速度を徐々に大きくすると, 物体は台車上をすべり出す。 物体がすべり出すのは, 加速度がいくらよりも大きくなるときか。 (1) 台車上の観測者 から見た物体にはた らく力は、図のよう に示される。 慣性力 の大きさはma 〔N〕 で,その向きは観測者の加速度と逆向きである。 台車上の観測者から見ると, 物体は静止してお り、力がつりあっている。 静止摩擦力の大きさ 慣性力 ma 重力 垂直抗力 静止摩擦力 基本問題 207, 208, 209 d (2) すべり出す直前, m をF〔N〕 として, 水平方向の力のつりあいの式 を立てると, 310. F-ma=0 F=ma〔N〕 静止摩擦力は最大摩 擦力となる。 鉛直方 向と水平方向のそれ ぞれの力のつりあい KOR から, 鉛直 : N-mg=0 水平: μN-ma=0 式①から, N=mg μmg-ma=0 ma mg AN μN ...1 ・② これを式 ② に代入し, a=μg[m/s²] tots |

写真の赤線部についてですが、なぜ1次コイルの誘導起電力の大きさは電源電圧(この場合、交流電源の電圧)と等しいのですか？

C 交流による送電 変圧器 世界中で交流がよく用いられて 1次コイル いる理由の1つに,変圧器(トラ transformer ンス) を使って簡単に電圧を変え られることが挙げられる。 変圧器は、図24のように共通 の鉄心に2つのコイルを巻いたも のである。 1次コイルに交流電流を流すと, 鉄心の中に変動 する磁界が発生する。 この磁界は2次コイルを貫く ため,電磁誘導によって2次コイルにも変動する電圧が発生する。 1次コイルの巻数を N1, かける電圧を V1, 流れる電流を In, 2次コイ ルの巻数を N2, 発生する電圧を V2, 流れる電流をIとし, コイルの抵抗 は無視できるものとする。 1次コイルに電流を流し, 時間tの間に鉄心 の中の磁束が⊿だけ変化したとすると, 1次コイルの誘導起電力の大き さは,電源電圧の大きさに等しくとなる。また、発 が鉄心の外に漏れないとすると,2つのコイルを貫く磁束の変化は等 しいので,2次コイルの誘導起電力の大きさは,V2-№.2c れる。したがって, 1次コイルの誘導起電力の大きさ V1, 2次コイルの で表さ 2次コイル 第4部 電気と磁気 図 24 変圧器 ル側で周波数は変化しない。 1次コイル側と2次コイ Check p.296式(2) V=-N² 40 4t 18 誘導起電力の大きさ V2 と, それぞれの実効値 Vie, V2e, および巻数N, Mi coraz N2 との間には, 次の関係が成り立つ。 V1_Vie _ N1 (21) V₂ V2e N₂ また,エネルギーの損失がない理想的な変圧器では, 1次コイルと2次 コイルで電力が等しい。このとき, 1次コイル, 2次コイルを流れる電流 の実効値をそれぞれ Ine, Ize とすると, Vielle = V2eze という関係が成り 立つ｡ 1 2 20 ■変圧器の2次側に何も接続しなければ, I2=0 となる。 このとき, 1次側は単なるコイルとなっ て電流が流れるので, Le0 である。 すなわち, Vielle = V2eIze は厳密には成り立たない。 実際の 変圧器では, コイルの巻数を多くするなどして Ize = 0 のときのeを小さくしている。

⑴についてです。 小物体のエネルギー保存則はベクトルvを内積して導出できたのですが、台のエネルギー保存則を考えるためにベクトルVを内積しようとしたのですがうまくいきません。やっぱり束縛条件を使って小物体と台のエネルギー保存則をまとめて考えるしかないのでしょうか？

例題 6. 拘束運動 滑らかで水平な床の上に、滑らかな斜面をもつ 質量Mの台を置く.台の一部は水平になっており, その水平部分に質量mの小物体がある. 最初, 台 は床に対して静止していた. 質量mの物体を初速 度で,台の斜面に向かって滑らせたところ, 小 物体は斜面を登り始め、 最高点に達した後,斜面 を滑り落ち, 再び台の水平部分に達した. 水平方向右向きに軸, 鉛直方向上向きに軸をとる. 小物体の速度を (Vx, vy), 台の速度を (V1, 0), 台の水平部分からの小物体の高さy, 摩擦はすべて 無視し,重力加速度はgとする. (1) 運動量保存則, 力学的エネルギー保存則を書け. (2) 最高点に達したときの、床に対する小物体と台の速度の成分と最高点の台の水平部分から の高さを求めよ. m VO M (3) 小物体が再び台の水平部分に降りてきたときの, 小物体と台の床に対する速度の成分を求 めよ.

物理 ばね 3枚目は別の問題の解答なのですが 3枚目のように壁からも力を受けるなら、 74の問題では、左右合わせて120Nが働いて ばねののびも2倍にならないのは何故ですか？

36 Ⅰ章 力学Ⅰ 74. ばねと作用・反作用 自然の長さがいずれも0.50mで、 ばね定数が2.0×102N/m. 3.0×102N/m の軽いばねA,Bを、図のように (1) 並列 (2) 直列につなぎ, 滑車を通して, 重さ 60Nのおもりをつるす。このとき (1) (2) の場合におけるばねの伸びをそれぞれ 求めよ。ただし, (1)では, ばねA,Bの間隔はきわめて狭く, ばね A,Bは同じ長さだ 3a\m8.0 $ 55 AMK INVI 量 (1) (S) け伸びたとする。 JUNCRAF (1) A分をそれ (2) -000000004 3 00000000 1 Botta 60N 10$ A B [00000000 ooo oo MORA AIK (8) 60N ATES 01 ヒント (2) 直列の場合は、物体の重さと等しい力が両方のばねにはたらく。 例題 9 HT RENSTRENBID.1

この問題の(1)なのですが、ρとρ0の違いがわからないです。わかる方教えていただきたいです。

FU 85浮力 密度が一様な物体を水(密度po [kg/m²]) に浮かべたところ, 物体の体 [m²] の3分の2が水面より下に沈んだ。 重力加速度の大きさをg [m/s'] とする。 (1) この物体の密度ρ [kg/m²] を求めよ。1人 (2) 力を加えて物体全体を水面より下に沈めたい。 必要な力の大きさf〔N〕 を求めよ。 例題 1893 Uk

物理の力学的エネルギーのところなんですけど、 なぜ青線のように判断できるか分からないです 教えてください🙇‍♀️

発展例題 24 ばね振り子の力学的エネルギー 図のように、天井に固定された軽いばねに質量mのおも りをつるしたところ, ばねが自然の長さから x だけ伸びた 点0で静止した。 おもりを下に引き, 点0からばねがαだ け伸びた点Aで静かに放した。 重力加速度の大きさをg と する｡ 隠れる位置でのばねの伸びはいくら Sh (1) このばねのばね定数はいくらか。( (2) おもりが点Oを通過するときの速さはいくらか。 大樹 く (3) おもりが達する最高点の 点Oからの高さはいくらか。 六 解答 (1) ばね定数をんとすると, 点0での力のつりあいから、 kxo-mg=0 よって k=mg 水平面上に置き、 ば XO HACCIONETICO (2) 点Oを重力による位置エネルギーの基準とする。 点0 でのお www. もりの速さをvとすると,点Aと点0での力学的エネルギーは 責 等しいから, 2 -kd²= BUHA JOELLO 14 考え方 弾性力と重力による運動力学的エネルギーが保存される。 E=K+U=一定 tem 1 0+ (-mga) +k(xo+a)² = mv² +0+kxo²b 2 2 ①.②から 1/2/ka a>xo g -mv² よって, v=a 000000000 m 2 (3) 最高点では速さは0になる。 最高点の点0からの高さをxと すると,点Aと最高点での力学的エネルギーは等しいから 0+(-mga) +1/12k (x+a)^2=0+mgx+ /12k (x-xa)^③ 自然の長さ F0000000000 9①, ③ から 1/2/ka2=1/12/1kx² よって, x=4⑤) 夫婦 - a A---- 0<x<xの場合: ばねの伸びは xo-x For xx の場合: 自動ばねの縮みはx-xo 最高点の位置xが g =a どちらの場合でも, 弾性力による位置エ ネルギーは (8) 1/2k -k(x−xo)² 000000000 ↑ 補足 (3) 点0 をおもりの変位 xの原点とし, 鉛直上 向きを正の向きとする。 このとき,自然の長さ である。 の位置はx=x x=α-t 2