a≠0,b≠0,であり、aベクトルとbベクトルは平行でないという、記述は、一次独立であることを述べることと解説されているのですが意味がわかりません。簡単に説明してくれるとありがたいです

562 例題 335 交点の位置ベク △OAB において, 辺OA を 2:1に内分する点をE, 辺OB を 3:2に内分 する点をFとする。 また, 線分 AF と線分BE の交点をPとし、直線OP と辺ABの交点を Q とする。 さらに, OA = a, OB = 6 とおく。 (1) OP をd, を用いて表せ。 (2) OQをa, を用いて表せ。 (3) AQ:QB, OP:PQ をそれぞれ求めよ。 思考プロセス 見方を変える (1) 点P (2) 点Q 線分 AF 上にある ⇒ 線分 AF をs: (1-s) に内分とする。 OP = (1-s) +s 線分 BE 上にある ⇒ 線分BE を t : (1-t) に内分とする。 OP=(1-t) +t (1) 点Eは辺 OA を 2:1に内分す 2- る点であるから OE= 14 直線 OP 上にある ⇒OQ=kOP 点 F は辺OB を 3:2に内分する 3 点であるから OF 線分AB上にある ⇒ 線分AB をu: (1-u) に内分とする。 OQ=(1-u) +u Action》 2直線の交点の位置ベクトルは, 1次独立なベクトルを用いて2通りに表せ これを解くと よって = OP = a = 0, 60 であり, a と 2 ①② より 1-s= 3 a 3 -b 5 AP:PF=s: (1-s) とおくと OP = (1-s)OA + sOF = (1-s)a+sb S= 5 9' a+ BP:PE=t: (1-t) とおくと 2 OP = (1-t)OB+tOE = ta+ (1-t)b tかつ 9 a +Ⓡ t = -b 3 S A 2 Ⓒ a + Ⓡi (2) 140 = a + Ⓡi は平行でないから, 3 la + @ b 1-s ²³/²s=1-t S ③ ･･･① B 1次独立のとき =ウ The S 1次独立のとき 4 -1-s F A 点Pを△OAF の辺 AF の内分点と考える。 0 E ith B 点PをOBEの辺BE の内分点と考える。 1次独立であることを 述べる｡ ① または②に代入する。 と ま 2 Po 綾

この問題の(2)は、v＞0で式を立てても解答通りの答えにならないのですがそれは何故ですか？

基本例題15 鉛直面内の円運動 図のように、なめらかな斜面と半径rのなめらか な半円筒面が点Aでつながっている。 質量mの小 球を点Aからの高さんの斜面上の点Pで静かには なしたところ、小球は面にそって運動し,最高点B を通過した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 点Bを通過するときの小球の速さを求めよ｡ (2) 点Bを通過するために, hが満たすべき条件を求めよ。 計 最高点Bで受ける垂直抗力が0以上であれば, 小球は点Bを通過できる。 答 (1) 点Aを重力による位置エネルギーの 基準とし、点Pと点Bの間で力学的 エネルギー保存則を立てると m-N-mg=0 0+mgh=12ma²+mg.2r よってv=√2g(h-2r) (2) 点Bで小球が円筒面から受ける垂直 抗力の大きさをNとする。 小球とと もに運動する観測者から見ると,点 Bにおいて小球には重力, 垂直抗力, 遠心力がはたらき, これらがつりあ っている。したがって r よって 1² N=m² -mg r 2g(h-2r) ア =m- 58,59,60,61 ・mg 0 B 17 B mg N = ( 27-5) mg N≧0であれば、小球は 面を離れずに点Bを通過できる。 したがって her 5 N= (27-5) mg ≧0 ゆえに 1/2 46 え。 (1) (2) (3) (4) (5) (1) し [ (

なぜ(1)と(2)で力の成分を違う風に分けるのですか？ (2)も(1)のようにできると思ったのですが。。。

ここがポイント 58 振り子の運動では力学的エネルギーが保存される。また,おもりとともに運動する観測者から見る と遠心力がはたらき, 円運動の半径方向について力のつりあいが成りたつ。振り子の糸にそった方向 の力の成分を考える。 解答 (1) おもりには重力 mg, 糸a が引く力S1, 糸bが引く力fがはたらく。 a 0 a S1 力のつりあいより 水平方向 : Sisin0-f=0 鉛直方向 : S cos0-mg=0 mg ②式より S1=- cos A (2) 糸bを切るとおもりは円運動を始める。 おもりとともに運動する観測者から見 ると, おもりには遠心力がはたらき, 糸 にそった方向について力のつりあいが 成りたつ。 糸bを切った直後は, おもりには重力 mg, 糸a が引く力S2がはたらく。 お 図b もりの速さは0であるから, 遠心力は0である。 糸にそった方向の力の つりあいより S2-mg cos 0=0 よって S2=mgcos o 0 S₁ sin a Sicoset b f S₂ mg sin 0 mg mg mg cose 0 別解 糸にそった方向 の運動方程式を立てると

(1)の問題はエネルギー保存法則の式を使っても解けるのですか？ またできたらどのように計算するかも教えて欲しいです！

60. 鉛直面内の円運動 長さの軽い糸の一端に質量mの小球を つけ,他端を点Oに固定する。 小球が最下点Aにあるとき、小球に水 平方向の初速度を与えたら、小球は鉛直面内で運動し, 最高点Bを糸 がたるむことなく通過した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 最高点Bを通過する速さの最小値を求めよ。 B ●○ A Vo (2) 小球に与える速さの最小値 を求めよ。 (3) この糸のかわりに同じ長さの軽く硬い棒とした場合, 最高点Bを通過するには, 小球 に与える速さはいくらより大きくすればよいか。 例題 15,64

(5)を少し変えた問題で、小物体が点OからPまで運動する間に、重力がした仕事と弾性力がしたら仕事の求め方を教えてほしいです🙇‍♂️

II. 図 5-2 のように, ばね定数kの軽いばねの一端を天井に固定し、他端に質量mの小物体を付 けて鉛直につるして静止させた。このときの小物体の位置を点Oとし,重力加速度の大きさをg とする。 26 (201²- 260² kasug S TE 自然長 ing P 図 5-2 T 1 1 1 1 1 1 Ik qa². ='ha ² 2k40²- žlhaz IS 1 2 kaz Elaz O (3) 点0の位置のばねの自然長からの伸びをaとする。 a を m, k, gで表せ。 うに うに うに 次に, 小物体に手で力を加えて点Oから4だけ下の点P まで引き下げた後に, 点P で静かに手 を放した。 以下の問いでは, 立式にaを用いてもよいが、 最後の答えはm, k, g から必要な文字 学的エネルギーの変化 を用いて表せ。 小物体を点OからPまで引き下げる間に手がした仕事を求めよ。 (5) 小物体が点Pから0まで運動する間に,重力がした仕事と弾性力がした仕事を求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて, 小物体が点Oを通過する瞬間の速さを求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて、 小物体が達する最高点におけるばねの自然長か らの伸び (縮み) を求めよ。

(4)で、どうしてv=√2gyがこの放物線を表すのかわかりません…。

25. 自由落下 自由落下をする物体について,次の(1)~(4)のグラフをかくと,その グラフは下の①~⑤のどれになるか。 例題6 1) 物体が落ち始めてからの時間tを横軸に, 物体の速さ”を縦軸にとったグラフ 2) 物体が落ち始めてからの時間tを横軸に, 物体の落下距離yを縦軸にとったグラフ 3) 物体が地上Hの高さから自由落下を始めるとき, 落ち始めてからの時間tを横軸に, 地表面からの物体の高さんを縦軸にとったグラフ 4) 物体の落下距離yを横軸に, そのときの物体の速さを縦軸にとったグラフ 120 (3) K KRK L 0 0 0 0 例題6

回答見てもやり方が分からないので簡単なやり方を教えてください

(1) 球体が机上を離れす いて表せ。 (2)(1)における球体の等速円運動の角速度wをm, k, g, L, 0のうち必要なものを用いて表せ。 (3) 球体の等速円運動の角速度がある限界値 um を超えていると、球体は机上を離れる。限界値をm kg Lのうち必要なものを用いて表せ 56 (4) フックの法則にしたがうばねの伸びの限度をxとする。この限度内に球体が机上を離れるために、ばね定 数kが満たすべき条件をm,g, L, xm のうち必要なものを用いて表せ。 問題2 次の文を読んで,以下の問いに答えよ。 ただし,解答は記号 0, L,m, d.gのうち適するものを用いて表せ。 〔I〕 右図のように水平面と角0 〔rad] をなす滑らかな斜面の上に, ばね AB が置 かれている。一端A は斜面に固定され, 他端 B は斜面に沿って自由に動くこと ができる。 B端の上方L [m]の場所から質量m[kg]の物体 C を初速度 0m/s で すべらせた。 物体CはB端に触れた後, B端と離れずに運動しつづける。 そし て,物体CはB端に触れた場所からd[m〕 だけ進んだところで運動の向きを変え,それ以後は単振動を行っ た。ここで,重力加速度の大きさをg [m/s2] とし, 空気の抵抗およびばねの質量は無視できるものとする。 (1) B端に触れる直前の物体Cの速度 uc [m/s] を求めよ。 Amm 0 (2) ばね定数k [N/m〕 を求めよ。 (3) 単振動の周期 T [s] を求めよ。 〔Ⅱ〕 物体Cとばね AB を右上図に示した状態にもどした後、物体Cに斜面に沿った下向きの初速度 v[m/s] を与えてすべらせた。 物体CはB端に触れた後, B端と離れずに運動しつづける。 そして, 物体CはB端に 触れた場所から2d [m〕 だけ進んだところで運動の向きを変え,それ以後は単振動を行った。 ただし, 解答に ばね定数kの記号が含まれてもよい。 (4) 物体Cに与えられた初速度v[m/s] を求めよ。 (5) 単振動を行っているときの物体Cの速度の最大値 Vmax [m/s ] を求めよ。 L

こちらの問題についてです。答えは以下の通りなのですが、なぜfが√3Nになるのか分かりません！！教えていただきたいです！！

3 軽くて伸びない糸の一端に重 La 2 D さ 3.0 N のおもりをつけ, 糸の他端 を天井に固定する。おもりに質量の 無視できるつるまきばねの一端を つけて,他端を水平に静かに引い BON た。 ばねが自然の長さから 0.10m 伸び, 糸が鉛直線と30°の角をな して静止した。 201 1 √√3 ①F--T=0 ②F- - T = 0 2 2 JSMT $$$* #SOARA (S) (1)糸がおもりを引く力の大きさを T [N], ばねがおもりを引く力の 201 LAURIA 大きさを F [N] とする。 水平方向と鉛直方向についておもりにはた 鉛直方向の力のつり合いの式の選択肢 ad 2 VS ZONNE √3 の選択 らく力のつりあいの式として正しいものをそれぞれ次の選択肢か cent d ら選び, 数字で答えなさい。 水平方向の力のつり合いの式の選択肢 2 (2) T, F はそれぞれいくらか。 (3) ばね定数はいくらか。 S 30° 1 1 ③F-T=0 V2 2 mam) @ $5 10 1 SUR*** (S) 1 - ①T-3.0 = 0 ②1T-3.0=0③-T - 3.0 = 0 ④-T-3.0=0) V3 AJHOT$1m*** _T=0④F-T=0 V3

この問題の(1)で、答えはa=2bなのですが、計算してもmbgが消えません。解説とともに(1)だけお願いします。

① 運動の法則 :「例としての等加速度運動」 「運動量変化=力積」「力学的エネルギー変化=非保存力のする仕事」 図のように、なめらかな水平面上に質量Mの台車Pが置かれ､Pの水平な上面に質量mの物体Aが固 定して置かれ、軽い動滑車 K, を介して軽い糸LでPの左側にある突起部につながれている。 動滑車K, は軽い定滑車 K, を介して軽い系L 質量 mgの物体Bとつながれている。 台車Pの右側面 S, は鉛直で 物体B は S に接触していて、Bが運動するときは S, に接触したまま鉛直下向きにすべり降りる。L は 水平を保ち, 物体 A,Bが運動するときも水平が保たれる. 運動は物体A, B を含む同一鉛直面内で生 じ,動滑車 K, が定滑車 K, に衝突することはない 物体A,Bの大きさは無視でき、 また、摩擦、空気抵 抗もすべて無視できるものとし、重力加速度の大きさを」 とする。 K₁ 外 水平面 突起部 S2 A 台車P Lag K2 B S₁ 台車Pの左側面 S2 に水平右向きの外力を加えてPが動かないようにし、 物体Aの固定を解除する、 (1) 物体Aの加速度の大きさをα 物体Bの加速度の大きさをbとする. aとbの関係を書け、 (2) 物体Aの加速度の大きさはいくらか. (3) 台車の左側面 S2 に水平右向きに加えている外力の大きさをFとする. F はいくらか､ (4)Pに対して A,Bが静止するように、軽いピン (外部からリモコンで外せる)で一時的に固定し、Pに 水平右向きの力積を加え初速Vを与えたはいくらか.その後,A,Bの固定を静かに外すと同時

これで合っていますか？衝突後の速さと向きを求める問題です。

(3) 静止している粘土の塊 (clod of clay) に,もう1つの同じ質量の粘 土を速さで正面衝突させる. た だしe=0とする. (3) 反発係数e=0gl, 2物体が合体したとする。 運動量保存の法則より、 mV+ m².0 = 2mv' V = = V よって交後の速度は右向きに12/2V