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物理 高校生

動摩擦力のした仕事がこうなるのはなぜですか?

よって リ=7.0m/s を用いてもよい。 のここがポイント なめらかな曲面上の運動では,小物体の力学的エネルギーは保存される。 あらい斜面上の運動では, 重力(保存力)のほか動摩擦力 (保存力以外の力)がはたらき, 動摩擦力は小物体に負の仕事をするので,: その仕事の分だけ力学的エネルギーは変化する。 108 点Bを通る水平面を重力による位置エネルギーの基準水平面にとる。 (1)点Aと点Bにおいて, 力学的エネルギー保存則より 1 0+mgR=→mu+0 よって 0=V2gR N (2) 斜面 CD上で小物体にはたらく動摩擦 力の大きさをF', 垂直抗力の大きさを Nとする(図a)。斜面に垂直な方向の 力のつりあいより N=mgcos 0 よって,動摩擦力の式「F'=μ'N」より F'=μ'mgcos0 C→X間の運動で動摩擦力が小物体にした仕事Wは,「W=Fx」より W=-F'd=ーμ'mgd cos0 また,点Xの高さをんとすると,図aより h=dsin 点Aと点Xにおいて, 力学的エネルギーの変化=動摩擦力のした仕事 より mgh-mgR=W° h, Wの値を代入して mgdsin0-mgR=-μ'mgd cos 0 1 別解)点Cでの速さは mg B C mgcos@ 点Bでの速さと同じであるか 図a ら,C→X間での力学的エ ネルギーの変化を考えると mgh-→mu =W (1)より mgR==mu" 2 よって mgh-mgR=W R よって d=- sin0+μ'cos 0

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物理 高校生

(3)の解説お願いします。

Date 3運動の法則 17 |23. 〈滑車と物体の運動) 次の設問では、糸および滑車の質量、 ならびに物体の大きさは ないものとする。また、糸は伸び縮みしないものとし、 滑車はな めらかに回転できるものとする。重力加速度の大きさをgとして、 次の設問に答えよ。 [A) 図1のように, 質量 mの物体Aと質量5mの物体Bを糸 1で結び、滑車Pにつるす。 さらにこの滑車Pと物体Cを糸2 で結び,天井から糸3でつるされた滑車Qにつるす。 (1) 物体 A,物体Bおよび物体Cを同時に静かにはなしたとき, 物体Aと物体Bは動きだしたが, 物体Cは静止したままであ った。物体Cの質量はいくらであったか。数字ならびに m, gの中から必要なものを用いて答えよ。 [B] 次に,図2のように, 物体Aと物体Bを同じ高さに固定し, 図1の物体Cを糸2から取り外す。その後,糸2の右端を一定 の大きさFのカで鉛直下方に引くと同時に, 物体Aと物体Bを 静かにはなすと, 滑車Pは上昇した。物体の運動中に,滑車ど うしの接触や物体と滑車の接触は起こらないものとする。数字 ならびに m, g, F, dの中から必要なものを用いて次の設問に 答えよ。 (2) 物体Aと物体Bを静かにはなした後の,糸1の張力の大き さはいくらか。 (3) 物体Aと物体Bの高さの差がdになった瞬間の物体Aの速さはいくらか。 天井 糸3 滑車Q 滑車P 糸2 糸1 物体B 物体C 物体A m 5m 図1 天井 糸3 滑車Q、 滑車P 糸2 糸1 物体B カF 物体A m 5m 図2 (19 九州工 -24. 〈動く斜面上の糸でつるした小球〉 水平面に対する傾角が0[rad] のなめらかな斜面 ABを った台Pがある。その斜面上に質量m[kg] の小球Qを とフ

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学校で渡された志望大学ではない大学の過去問です。 教えてください(>_<)՞ ՞

日本大一理工(A方式) 2018年度 物理 気に対する石けん膜の屈折率をnとして、 n>1とする。 図のように、厚さdの膜に空気中での波長がえの光が角度θで入射する場合を考える。 入射光の一部は、 膜の上面の点Aで屈折して膜内に入り, 膜の下面の点Bで反射して、 膜 となり、点Aで の上面の点Cより再び空気中に出る。膜の中では, 光の波長はI4-a の屈折角pは|目4-b の関係を満たす。点Cより ABに引いた垂線と ABとの交点をD とすると、点Bで反射する光と点Cで反射する光の経路差はDB + BC である. また, 点 Bでの光の反射は自由端反射とみなすことができ、反射による光の位相の変化は生じない。 一方、点Cでの光の反射は固定端反射とみなすことができ,反射により光の位相はxだけ 変化する。したがって,点Bで反射する光と点Cで反射する光との間に生じる位相差は, 経路差 DB + BC をxとおくと I5 と表される。経路差xはdとを用いて|I6-a と表されるので、点Bでの反射光と点Cでの反射光が干渉により強め合う条件のうち, 両 者の位相差が最小となる条件においては, d. φ. n. 入の間にm6-b| の関係が成り立 つ。 HA C 空気 D 膜 d B 空気 I 4 I4-a I4-b として最も適当なものを以下から選びなさい。 0 [ni, sinp =nsin@] 2 sinp = nsin 0 れ [n, cosp = ncos ] cosp= ncos0 れ 一 | siné = 」 sin@ sin0 nd, sinp れ れ cos 0 na, cosp = の 8 cosp = れ cos 0 n れ I5 2x nd れd 2元 2(号) 3) 2元 |n |n |n a|x コ 」 の

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物理 高校生

物理、薄膜についてです。写真は教科書を撮ったものなのですが、その緑でマークしたところと黄色でマークしたところがよくわからなかったので質問させていただきました。 緑:なぜ屈折率nをかけると光路差になるのか。 黄色:特に光イのほうがわからないです。 よろしくお願いします🙇‍♀️

図 37 のように,屈折率n,厚さd めに入射する光の干渉 A' 位相が A の薄膜に,光が入射角iで斜めに入射 πずれる E する場合を考える。このうち,A'→ B' 空気 B'→D→E のような表面で反射して目 薄膜 に達する光と, A→B→C→D→E (屈折率n) のような経路を通る光のに着目する。 え 入射波の波面は BB' を経た後,屈 京 不変 折して膜の中に入り, HD上に来る。 H2 5 位相は D' O図 37 藩膜に斜めに入射する光の干渉 したがって,光のの反射直前の位相は, 光③の点経における位相と等しい。 すなわち,光と光のの経路の差は HC+CDで,屈折角をrとすると, HC+CD=HC+CD'=DHD'=2dcosr 0 となり,薄膜の屈折率がnなので, 光路差は2ndcosrとなる。また, 光 のの点Dにおける反射では位相が元(半波長分)だけずれ, 光⑦の点Cにお ける反射では位相のずれが生じない。よって, 千渉条件は次のようになる。 強め合う (明) 入 :2nd cos r=[m+ ;ス=(2m+1) (m=0, 1, 2, …) 2 半波長の奇数倍 弱め合う (暗) :2nd cos r=m>= -2m (m=0, 1, 2, …) 128 2 半波長の偶数倍 このように,光が薄膜に斜めに入射する場合, 屈折率と膜の厚さだけで なく,屈折角によっても光路差は変わる。日中の空からの光のように, い ういろな波長の光が様々な方向から薄膜を照らすときは, 膜を見る方向に よって屈折角が変わるため,強め合う光の色も見る方向で異なるのである。 第3章 光 AAAAL

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物理 高校生

水面上の体積と水中の体積はなぜこの式で表せるのかおしえていただきたいです。

F 消の よって 4.9 = u 9.8 0.50 kg 答 第 g 0 編 (1) 密度が1.0×10°kg/m3 の水に、密度が9.2×10°kg/m3 の氷を浮か 類題15 せたとき,水面より上の部分の氷の体積は氷全体の何%か。 (2) 密度がo'[kg/m°]の直方体の物体を,密度がp[kg/m®]の液体に入 れたとき,この物体が浮くための条件を求めよ。 (考え方 (1) 氷には,重力と浮力の2カがはたらいてつりあっている。 (2) 物体が完全に沈んでいるときの浮力の大きさが, 重力の大き さよりも大きいときである。 図の 浮力 図2 浮力 氷の密度 p' 水面上の体積 x 100 液体 体積V 1密度p' 密度 氷全体の体積V p 水中の体積 水の密度 (1-高)V ※物体にはたらく力に ついては重力と浮力 重力 のみをかいている。 100ノ d 重力 解説&解答)(1) 氷全体の体積をV [m®]とし, その水面上の部分の体積の割 合をx[%)とする。 また, 水の密度をp [kg/m®], 氷の密度 をd Ckg/m3), 重力加速度の大きさをg[m/s°] とし,はじめ は文字式で考える。すると, 氷全体の重さはpVg [N), 氷に はたらく浮力の大きさはpx[1--V×g[N] となる。 x 100 図ののように,鉛直方向上向きを正にとれば, 氷にはたら く力のつりあいは次のようになる。 (1-高)pVg-oVg-0 100 1.0× 109-9.2× 10° 1.0× 109 (2) 図ののように,物体を手で液体に沈めた状態で考える。おさえ ている手を放したときに物体が浮上する条件は, 物体にはた らいている浮力の大きさが重力の大きさよりも大きいことで ある。物体の体積をV[m°), 重力加速度の大きさをg[m/s°] とすれば,重力はp'Vg[N], 浮力はpVg (N)となり,oVg<pVg したがって,物体が浮くための条件は、p<p 圏 p-p -×100 = p × 100=D8% オミ |運動とエネルギー

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