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物理 高校生

この問題の(4)の解説(3枚目の画像)での囲ってある計算が何故こうなるのか分かりません。 途中計算を教えて下さい。

0+ 68. 回転するリング■ 半径aの円形状につくられた針金 が,鉛直面内に立てられており, 針金は,中心を通る鉛 直軸のまわりに回転することができる。 また, 針金には, 質量mのリングRが通してあり, リングRは , 針金に沿 って自由に運動することができる。重力加速度の大きさ をg として,次の各問に答えよ。 まず,針金とリングRとの間に摩擦がない場合を考え る。 図のように、針金を鉛直軸のまわりに一定の角速度 で回転させたところ, リングRは,Rと針金の中心Oを 結ぶ直線と鉛直軸が角度0をなす位置で,針金に対して 静止した。 リング R 鉛直軸 (1) リングRが受ける重力の,針金の接線方向の成分の大きさはいくらか (2) 針金が鉛直軸のまわりに回転する角速度はいくらか。 (3) リングRが針金から受ける垂直抗力の大きさはいくらか。 次に、針金とリングRとの間に摩擦がある場合を考える。針金を一定の角速度で回転 させたところ, リングRは,Rと針金の中心Oを結ぶ直線と鉛直軸が角度0をなす位置 で, 針金に対して静止した。 針金とリングRとの間の静止摩擦係数をμとする。 (4) リングRを針金に対して静止させるための, 針金が鉛直軸のまわりに回転する角 速度の最大値はいくらか。 ただし,μ- とする。 cose 1(e) sine (獨協医科大改) 例題 7.10 0 例題 7 a 針金

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物理 高校生

類題16の(2)の解き方を教えてください お願いします💦

力のy成分の総和が0 Fiy + Fzy + Fay + …. =0 の力がはたらく点に定めると,力のモーメントのつりあいの式が簡単になり, 解きやす 基準とする点は自由に選んでよいが, 大きさがわかっていない力がはたらく点や, 複数 剛体のつりあいの条件は, これら2式と(68)式の, 計3つの式で表すことができる。 力が同一平面上にある場合は, (67)式は次の2つの式で表すことができる(→ p.50)。 棒の中点0が重心であることを表している(→p.90)。 例題 16 剛体のつりあい つまり,点 (xの値)によらず,常に(68)式が成りたつ。 長さ1= 0.50mの軽い一様な棒がある。棒の両 端A. Bにそれぞれおもり1,2をつるし, Aか ら1= 0.20m の点0に糸をかけ,天井から棒を つるしたところ,棒は水平に静止した。おもり1 の質量をm,=0.60kg とするとき,おもり2の 質量 ma[kg]と,点0にかけた糸が引く力の大きさT[N]を求めよ。重 力加速度の大きさをg=9.8m/s°とする。 0.50m +0.20m A 0 B おもり1 おもり2 2) 解点0のまわりの力のモーメントの和は mig-lh - m:g· (7- 1)3 0 T |A 0.20 0.50 - 0.20 B よって M2 × 0.60 Miミ 1-h M1g M2g = 0.40kg ニ また,合力の大きさが0になるので T-migー m:g = 0 よって T=(mi+ ma) g = (0.60 + 0.40) × 9.8 = 9.8N 類題 16 図のように,重さ 8.0Nの一様な棒 ABを水平であら A い床と 60°の角をなすように立てかけた。鉛直な壁は なめらかである。棒にはたらく重力は,すべて棒の 中点0に加わるものとする。 (1)床が棒の下端Bを垂直方向に押す力の大きさ Na [N]を求めよ。 10 3 60%B (2) 壁が棒の上端Aを垂直方向に押す力の大きさ NA[N] と, 棒の下端 Bが床から受ける摩擦力の大きさfた[N]をそれぞれ求めよ。 刀のx成分の総和が0 Fx+ Fax + Fax + … = 0 くなまたらく点に定めると、力のモーメントのつりあいの式が簡単になり,解きやす 運動の法則|85 第?音

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物理 高校生

一様な電場の問題(4)(5)について質問です。 (4)Ecos60°と(5)-Ecos60°はそれぞれ図示するとどの部分なのでしょうか? また、A→C成分の時だけマイナスがつくのはどうしてですか? 解説お願いします🙇‍♀️

出題パターン 60 一様な電界 図のように、大きさE(N/C)の一様な電界中に 3点A. B,Cを考える。電界の向きはAからB A に向かう向きで, AB=BC=CA=1{m)である。 このとき次のものを求めよ。 (1) B点に電気量q(C)の正の電荷を置いたとき に受ける電気力の大きさ(N)。 (2) 電気量q(C)の電荷をゆっくりとB点から A点に運ぶのに必要な外力のする仕事()。 (3) B点に対するA点の電位 VaB (V)。 (4) B点に対するC点の電位 Ves (V)。 (5) A点に対するC点の電位 Va(V)。 E a-8「図 ャニ の金 5 0解答のポン (1)では電界の定義(2)~(5)では電位の定義: No.2を用いる。 解法 同している (1) 電界の定義より,電界E中に+1Cを置くと電気力E (N) を受ける。 よっ て,+q[C] を置くとそのq倍の qE [N] 舎を電界と同じ向きに受ける。 (2) ゆっくり運ぶには,(1)の電気力カと同じ大 きさで逆向きの外力 qE (N] を加える必要 がある(図 18-8)。この外力を加えつつI(m] 動かすのに要する仕事は qEl (J] 舎 (3) 電位の定義: No.2より, B点からA点 まで+1Cをゆっくり運ぶのに要する仕事 が VaB なので,(2)より q=1とおいて、 (2)の移動 A 万向 +q[C) =→電界E 外力qE B 60)。+1C 外力E Vae= El (V) +1C (4) 同様にB点からC点まで+1Cをゆっく 万向 り運ぶのに要する仕事が求める電位で, A-BがE (5)の移動、 外力E 60%/ (4)の移動 方向 Va=Ecos60°-/ =-EI (V] C 口 外力のB→C成分 距離 図18-8 (5) A点からC点まで+1Cをゆっくり運ぶのに要する仕事が求める電位で。 Va= -Ecos60°-1= -- EI (V) コロ 外力のA→C成分 距離

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