力学についての問題です(1)の問題でtanθ1の求め方が分かりませんでした。解説を見ると答えだけしかなかったので多分すぐ出るということだと思うのですが、、、 どなたか教えていただけると嬉しいです

B 図2のように, 水平と角をなすあらい斜面上に,高さん,幅1,質量Mの一様な直方 体を置いた。図2は,直方体の重心Gを通る鉛直断面ABCD を示している。点Aには水 平方向左向きに大きさFの力を加えることができる。 直方体と斜面の間の静止摩擦係数 をμ,重力加速度の大きさをgとする。 31 (1) はじめ, F=0 として角0を小さくしておく。 このとき、直方体は斜面上で静止して いた。 F=0 のまま, 角0を徐々に大きくしていくと, 0 0 を超えたときに,直方体 は斜面に対して滑ることなく、倒れた。 tan , を求めよ。 また, このように直方体が滑 らずに倒れるためのμの条件を,不等式で表せ。 (2) 再び, F=0 として角を小さくしておく。 角0を固定してFを0から徐々に大き くしていくと,F が F を超えたときに、直方体は斜面に対して滑ることなく,倒れた。 F を求めよ。 B h 0 C F 0 • G A D 長さが

物理の問題で、台上の物体の運動を考える時、物体が静止と書いてあったら台と小物体の速度がつりあったと考えるんですか？

チェック問題 4 台上の物体の運動 図のような形状で,なめらかな 部分ABCと粗い部分CDEをもつ 質量Mの台が,なめらかな水平 面上に置かれている。いま、質量 mの小物体を初速度0で点Aから h すべらせたところ,小物体はB,Cを通過し,Dで止まった。 台の粗い面と小物体の動摩擦係数をμ'とする。 右向きを速度 の正の向きとする。 解説 (1) , 小物体が台の斜面を左下 向きに押すから,台は左へ動くでしょ。 後 で小物体がBを通過するとき,台は左へ速さ V, 小物体は右へ速さで走っている (図a)。 さて,このとき,どんな保存則が成立す るかな? まず,全体として水平外力が ないから,水平方向の全運動 量が保存する。 そして、いまは まだ摩擦熱が出ないから, 全 力学的エネルギーも保存する。 もう, コツはつかめたみたいだね! 《運動量保存則》より、右向き正として, A mx0+Mx0=mv-MV・・・① 《力学的エネルギー保存則》より, (1) 小物体がBを通過したときの台と小物体の速さ V, u はいくらか。 (2) CD間の距離lはいくらか。μとんを用いて表せ。 mgh= 1 ~mv²³ + 1/ MV²...@ 2 2 月 (台の上面Bは水平) B C DE M やや難 12分 h N M 全体静止 M B 重力は外力 だけど, 水平 N →XC mg 方向には, はたらかない! V 図a 第13章 2つの保存則 -X 11 169

物理 力のモーメントです。 （4）でfgまわりの力のモーメントを求めるのですが、摩擦力が反時計回りで、垂直抗力が時計回りになるのがよくわかりません。 どなたか教えてください。

高さが [m]、底面の一辺の長さがmの正方形で,密度が一様な質量 m[kg]の直方体abed-efghを下 図のように水平面に置かれた斜面上のA点に置いた。 斜面は取り替え可能であり、 異なる材質のものを実 重力加速度の大きさをg[m/s']として, 以下の問いに答えよ。 なお, 問 (1), 問 (3) を除いて, 答えを導く過程 験によって使い分けた。 また, 斜面と水平面のなす角 9 [rad]は, その大きさを変化させることができる。 も記述すること。 b e a d 00 b A a まず,なめらかな斜面を 0 = 0, [rad] となるように設置してA点に直方体 abcd-efgh を置いたところ, 方体はそのまま斜面をすべり始めた｡ (1) の解答欄 A (1) このとき、直方体 abcd-efgh に作用しているすべての力の大きさおよび向きを,解答欄に示せ。 ただ し、向きは矢印で図示し, 大きさは矢印の周囲に記入すること。 e (2) 直方体 abcdefgh が斜面を下る際の速さおよび加速度の大きさを, 動き始めてからの時間を f[s] とし て, およびg の中から必要なものを用いて答えよ。 次に,静止摩擦係数がμの斜面に取り替え、直方体abcdefgh をA点に置いた。 (3) 0 0 = 0 rad から徐々に大きくして0=0, [rad] となったとき, 直方体 abcdefghは静止したままであ った。このとき、直方体 abcdefghに作用しているすべての力の大きさおよび向きを、解答欄に示せ。 ただし、向きは矢印で図示し, 大きさは矢印の周囲に記入すること｡

(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

(2)の解答の図2ってC1とC2を繋いで時間が経ったあとの図ですよね？ なぜこうなるのでしょうか？ 分からないところを自分なりにまとめた写真もつけておきます。

463. 電気量の保存 電気容量が2.0μF, 3.0μFのコンデンサー C,C2, それぞれ 2.0×102V, 1.0×102Vで充電したのち,電池を切りはなす。 次の (1), (2) の場合におい て、各コンデンサーにたくわえられる電気量と極板間の電位差を求めよ。 (1) 同符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 (2) 異符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 ヒント 接続の前後において、導線で結ばれた極板どうしの電気量の和は保存される。 各例題6162 章 電気

物理の問題です。 答えが√3になるらしいのですが、どうやってもなりません。 どうやったらいいんですか？ 回答お願いします。

問 次の問い (問1~5) に答えよ。 解答番号 1 2h 物 01/1/10 √3 図1のように, 傾角30°の斜面と点Cで滑らかにつながった粗い水平面が ある。 水平面から高さんの斜面上の点Bから上は滑らかである。 水平面から 高さ2hの斜面上の点Aから小物体を静かに放すと, 小物体は斜面を下りは じめた。 小物体はBC間では等速度運動をし, 点Cで速さを変えることなく 水平面に移り, 点Cから距離lの点Dで静止した。 小物体とBC間および CD 間の動摩擦係数は等しい。 の値として正しいものを,下の①~⑥のう ちから一つ選べ。 h h 2ngh ju (全問必答) B 6 ( 配点 25 ) h 30% 図 1 @ +3 √3 理 -66- $ 1 ⑥2

どの公式を使えばいいのでしょうか また、考える時に気をつけてるべき点があれば教えて欲しいです

9. 図のように,鉛直上向きの一様な磁束密度 B [T] の磁場内に、 1 [m]の間隔で水平に置かれた 2本の導線レール ab, cd がある。 bd間をR [Ω] の抵抗でつなぎ, レール上に軽くて抵抗の無視 できる導体棒PQ を置く。 これにひもをつけて 引き,右向きに一定の速さv[m/s] で動かす。 導 体棒はレールと垂直を保ちながら, なめらかに 動くものとする。 d (1) 導体棒PQ間に流れる電流の大きさ Ⅰ〔A〕と向きを求めよ。 (2) 時間 t [s) の間に抵抗で発生するジュール熱 Q [J]を求めよ。 (3) 導体棒 PQ をひもでt[s〕間引くときの, ひもを引く力のする仕事 W [J] を求めよ。 b. AB P V QAB B

写真の問題について質問なのですが、解説を見る限りc1とc2の電気量は等しくないように思えます。 しかし、c1とc2は直列であることから、c1とc2に蓄えられている電気量は等しいはずではないのでしょうか？なぜc1とc2の電気量は等しくならないのでしょうか？ 補足:電池=V、... 続きを読む

図2: I= V R1+R2 C の電圧 V, は ab間での電位降 下に等しい。 Q1 = C1V1 = C₁(R₁I) = a Q2=C2Vz=Cz (R21)= b C V1 V2 R1 -C₁V R1+R2 C2 の電圧 V2 は bc間での電位降下に等 しい。 R 2 R1+R2 be 等電位 -C2V testing

写真の問題の図2のような状況のときについてですが、なぜ、ACが等電位のとき、BAとBCの電位差は等しいのですか？

27** 面積Sの3枚の金属板 A, B, Cを間隔dで並べ, 図のように電池や導線で結ぶ。 B上の電荷を求めよ。 次 にスイッチ Kを切り, Bを上にxだけ上げたときの BC間の電位差 V' を求めよ。 間隔d のときの容量を C とし、誘電率を とする。 27 A B 4. A CV C 図1 ・Q _+Q V C = - Q+Q = +2CV あとは図2の状態になり à d-x S d-x AI d-x B d+x CE = はじめは、Bが高電位で図1のように 正･負が並ぶ。 Q=CV より B上には , TOTALOQは不 ・Q1 + Q1 = /C1 -C C₂ 図2 + Qz - Q₂ EOS d ď 2d² d2-x2 d 同様に C2 = d+x A, C は等電位 (0V) だから, BA間と BC 間の電位差 V' は等しい。 BA 間 BC 間 1+2 -C d -x Q₁=C₁V' Q2=C2V' Q₁+Q₂= (C₁+C₂) V₁ CV' 一方,Kが切られBが孤立しているので Q₁+Q₂=2CV :. V'_ď²_x² v d2 1 d²−x² .. KI B VL Cd Lc c

(3)の解き方について、 いや、(1)と(2)を利用しろ！！と思うかもなのですが、我流でやってみたかったのでやってみた結果間違いました。 これ分母に2がつくのはなぜですか？

発展例題 38 極板間にはたらく力 4x 電気容量 C,極板間隔dの平行板コンデンサーがある。両極板 には, ±Qの電荷がたくわえられている。極板間の電場は一様で あるとして,次の各問に答えよ。 (1) コンデンサーがたくわえている静電エネルギーを求めよ。 指針 極板を引きはなす仕事の分だけ, コ ンデンサーの静電エネルギーは増加する。 また, 引きはなす力と極板間の引力の大きさは等しい。 解説 (1) 静電エネルギーをひとして, U=- 2C 2) 極板を引きはなした後の電気容量を C' とす る。 電気容量は,極板間隔に反比例するので, C'=- -Q (2) 極板間の距離をゆっくりと⊿x引きはなしたときの静電エネルギーを求めよ。 (3) 極板間にはたらく引力の大きさを求めよ。 d d+4x U'は, -Cとなる。 求める静電エネルギー U'=- 2C' = d Q² (d+4x) 2Cd 発展問題 473 Q24x 2Cd +Q (3) 極板を引きはなす力の大きさをFとする。 この力がする仕事 F⊿x は,静電エネルギーの 増加分 U'-Uに等しい。 FAx=U'-U= 2Cd 極板間の引力の大きさは,極板を引きはなす ときに加える力の大きさFと等しい。 (注) 真空の誘電率を ε, 極板の面積をSとする。 C = [S/d から, Cd=Sであり、力の大きさ Q2/(2Cd) はQ2/(2S) と表される。 Q, S, & は極板間隔が変化しても一定であるから,極板 間の引力は一定となる。 F=