ㆍ物理の等速円運動の加速度のところです。 ㆍ？ᆢ写真２枚目の２行目のオレンジ線の部分vωはどのから導けるかがわからないので教えていただけると助かります。

運動の加速度(PAL) B 周期と回転数 period r 27 等速円運動する物体が回転する時間を周期という。等速円運動の 半径を [m], 速度を w [rad/s], 速さを v[m/s], 周期をT[s] とする と、1回転したときの物体の移動距離は円周 2[m] であるから (πは円 2周率)(60)を用いると次の式が得られる。 @a き 270 2π と TU (T) T= ビー W= ‣ p.65 r (61) v=rw (60) ①秒 当たりの回転の回数を回転数という。回転数の単位にはヘル 記号を用いる。 回転数 [Hz] と周期 T の関係は次のようになる。 wwww れ n = ①回転する時間 (62) また,(61),(2)式より, ωとnの関係は次のようになる。 w = 2πn w ✓ 問20 半径 0.40mの円周上を1分間に15回転する等速円運動を考える。 このときの 周期 T[s],回転数 n [Hz], 角速度 [rad/s], 速さ [m/s] を求めよ。 (63) C 等速円運動の加速度 等速円運動では,速度の大きさ(速さ)は一定だが,その向きは常に変 化しているので、速度自体は変化している。つまり,加速度が生じてい る。この加速度 [m/s] を求めてみよう。 p.12~13 ④=wt 図52 ③のように,半径 [m]の円周上を角速度[rad/s] で等速円運 |動する物体を考える。 時間 4t[s] の間に角40[rad〕 (= w4t)だけ回転し, 速度が [m/s] から [m/s] になったとする。 このとき,速度の向きも 10 だけ回転するので,とのなす角は40である(同図⑥)。 JAA 経過時間 4t を短くしていくと, 40も小さくなっていく。このとき, 速度の変化に垂直な向き, すなわち、円の中心を 向くようになる。 等速円運動の加速度は,a 40→おわつはのめ At で与えられるから おわりひ と同じ向き,すなわち、円の中心方向を向く(同図◎,③)。 1回転するときの角は2πrad(=360°) なので、これを角速度で 期Tが求められる, と考えることもできる。 2 回転の回数や回転角はいずれも無 次元は[TJ]であるし て周 しまじめ 5

ㆍ物理の慣性力の基礎問題です。画像を参照。 ㆍ？ᆢ解説の赤線部分のma´のところが何を意味してるのかよく分からなくって。青線のところの意味はわかっています。 ㆍ運動方程式はｍａ＝Ｆでそこにいれてるっていうのはわかるのですが、使ってる意味がよくわからず... ㆍ教えてい... 続きを読む

慣性力 (Op.72~75) 図のように,電車内の水平な床の上に傾きの角 のなめらかな斜面を固定して置き, その上に台車を のせる。地面に静止した人から見た電車の加速度を a [m/s2] (右向きを正とする), 重力加速度の大きさ を g[m/s2] とする。 0 (1) 車内の人から見たときの,台車の斜面方向の加速度 a' [m/s2] を求めよ。斜面 方向下向きを正の向きとする。 (2) 電車の加速度 αがある値 α であったとき, 車内の人から見て台車は静止して いるように見えた。 ao 〔m/s2] を求めよ。

ㆍ物理の問題です。画像を参照。 ㆍ？ᆢなぜ、この問題の式を立てるときに分母はｍｇになるのですか？分母がｍａにならない理由はなんですか？どのように考えればいいのか教えてください。

類題 15 水平に等加速度直線運動をする電車の中で,天井から軽いひもで質量 m[kg]のおもりをつるし, 静止させた。地上から見た電車の加速度の大き さをα[m/s2], 重力加速度の大きさを g〔m/s2] とする。 (1) ひもが鉛直方向となす角を0とするとき, tan を求めよ。 (2) ひもがおもりを引く力の大きさ S[N] を,m, a, g を用いて表せ。 ヒント 電車内の人から見ると, 重力, ひもが引く力, 慣性力がつりあって, おもりは 静止しているように見える。 75

この問題の(3)において、次のように考えました。 仕事W=qVだから、Wは q×{(3√2-2)kQ/6a - kQ/2a} =(3√2-5)kQq/6a 原点における電位をVo、点Cにおける電位をVcとすると、 Vo>Vcでq>0より、外力はy軸の正の方向。だから答えにマ... 続きを読む

10 Chapter 3 電位 確認問題 9 3-4 に対応 右図のように,点A, Bに電気量-Q, +Q[C] の電 荷が置かれている。 ただし, Q>0とする。 また, クー ロン力による位置エネルギーの基準は無限遠とし, クーロンの法則の比例定数をkとする QA(0,2a) (1) 原点における電位を求めよ。 B(a, 0) +Q (2)点Cにおける電位を求めよ。 0 IC (3)電気量+α [C] の電荷を原点から点Cへと ゆっくり移動させるとき,外力のする仕事 Wはいくらか。ただし, g>0とする。 C(0, - a) BAR JU 解説 Q (1)点Aの電荷による電位はーん 点Bの電荷による電位はん です。 電位 2a a その重ね合わせより V=-k- +k⋅ = 2a Q」 kQ a 2a (4) Q (2)点Aの電荷による電位は-k- 点Bの電荷による電位はん- 9 3a √2 a Qです。電 位の重ね合わせより を Q V=-k+k- Q = 3a √2 a 3√2 a (3-√√2) kQ (3√2-2) kQ (3) 移動前後の静電気力による位置エネルギーの変化は, 外力のした仕事にな 6a るのでした。 kQq 原点における位置エネルギーは Uo= 2a (3√2-2) kQq 点Cにおける位置エネルギーはUc=- 6a 仕事とエネルギーの関係より U+W=Uc なので W=Uc-Uo= (3√2-2)kQq_kQq (3/2-5) kQq 6a = 2a 6a 確 図 た 信

(4)答えと解き方が違うが正しでしょうか？ W保存力は0 W非保存力は0 内力のみ働く。 ΔK=W保存+W非保存に代入。 変形して ΔE=0 AIは不正解と言ってました。

ヒント 29 38. 〈水平面上での2物体の衝突〉 A CB AVA B VB なめらかな水平面上に,同質量m[kg] の2個の小物体AとB がある。 図に示すように, 静止しているBにAを左側から速さ ① [m/s] で衝突させたところ, 衝突後のAの速度ベクトルは,大 きさは [m/s] で, 衝突前のAの速度ベクトルとなす角は @rad〕 であり,Bの速度ベクトルは,大きさはBm/s] で, 衝突前のAの速度ベクトルと なす角はB〔rad〕 であった。 B 9 (1) まず, 衝突前のAの運動方向と平行な, 運動量の成分について考えよう。 衝突前と衝突後 で,小物体AとBの運動量成分の和が等しいことを表す式を書け。 9 (2)次に, 衝突前のAの運動方向と垂直な, 運動量の成分について考えよう。 衝突前と衝突後 で,小物体AとBの運動量成分の和が等しいことを表す式を書け。 9 (3)VA と VB をそれぞれ, V, α, β を用いて表せ。 T 2 (4) 特に, α+B= であった場合, ⊿E 〔J] を求めよ。 ただし, 衝突前の小物体AとBの力 学的エネルギーの和をE〔J〕,衝突後の小物体AとBの力学的エネルギーの和をE' [J] と したとき ⊿E=E'-E である。 必解 39 〈小球と壁面との衝突〉 [15 名古屋工大〕 次の文章を読み, 以下の問いに答えよ。 図に示すように, 水平な床と,鉛直方向に置かれた 壁がある。 壁から距離L離れた床上の点0から45°を なす向きに,小球を大きさの初速度で投げ上げた。 小球は壁上の点P (床からの高さん) で, 壁に対して垂 45° Vo

(1)はF＝mgμで置いてはだめですか？

基本例題 11 慣性力 知識 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。 基本問題62、63、04 m MAMAAGA (1) 台車が右向きに加速度α [m/s] で物体と一体となって運 動している。台車上から見た物体にはたらく力を図示し、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。 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。 を F〔N〕として、水平方向の力のつりあいの式 を立てると、 立 F-ma=0 F=ma〔N〕 解説 (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] A垂直抗力 慣性力 ma 静止摩擦力 (2) すべり出す直前、 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車 ぞれの力のつりあい から、 AN ma μN mgy 鉛直: N-mg=0 ...I 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 水平: μN-ma=0... ② 式 ① から N=mg これを式②に代入し、 μmg-ma=0 a=μg [m/s] 8.20.3

Aが滑り出す直前の式がよく分かりません💦解説お願いします

下の物体Bに力を加えたとき ①上の物体Aが物体B上をすべらない場合 B A M A: 青 B T m なめらか ※Aがすべり出す直前(最大静止摩様の) MO mg Fo=MoMg F Mf Mia a F f

(3)の、物体A、Bの運動方程式で加速度aと力fは共通であるというところが理解できません。 理由教えて欲しいです

例題 1 接触する2つの物体の運動 図のように、質量10kgの物体Aと質量 20kgの物体Bが、なめらかな水平面上 接して置いてある。人が15Nの力で物 体Aを押すとき、 次の問いに答えよ。 (1) 物体に生じる加速度をα[m/s] 物体 AがBを押す力を〔N〕として、物体A について, 運動方程式を立てよ。 (2) 物体Bについて、 運動方程式を立てよ。 (3) 物体に生じる加速度は何m/s2か。 (4) 物体A が物体B を押す力は何Nか。 一 加速度 解法」 B 20kg A 10kg AがBを押すカ → 15NBA を押す力f 人が物体A を押すと, 物体AとBには 同じ加速度 a[m/s2〕 が生じる。 物体AとBが受 ける力は図のようになり, 右向きを正とするとき 物体が受ける力は A: 人が押す力 15N, B が A を押すカーf B:AがBを押す力 となる。 FF (1) 物体Aは, 15N-fの合力によって加速度が 生じるので,m=10kgを代入して運動方程式 を立てる。 答 10kg × a=15N-f (2) 物体B は, 物体AがBを押す力によって加 速度が生じる。m=20kg を代入して運動方程 式を立てる。 答 20kg xa=f (3) 物体A, B の運動方程式で加速度αと力fは 共通であるので, 2つの式を連立して, αを求 める。 1 東 B ( (3 (2) の式を (1) の式に代入して 10kg xa=15N-20kg xa 30kg x a = 15N よって a=0.50m/s2 答 0.50m/s2 (4) (3) で求めた加速度 a=0.50m/s2を(2)の運動方 程式に代入する。 20kgx0.50m/s2=f f=10N 答 10 N

どうしてこの順で引くのか教えてください🙇

発展例題 4 剛体のつりあい 知識 →発展問題 25 粗い床上に、重さW、 高さα、 幅6の直方体が置かれている。 図の点A、Bは、直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 す。 点Aに糸をとりつけ、 水平右向きに大きさTの張力で引いた。 はじめ直方体は静止していたが、 Tを徐々に大きくすると、やが て点Bを回転軸として倒れた。 次の各問に答えよ。 a b A T B (1) 直方体が静止しているとき、 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は、 点Bから 左向きにいくらの距離にあるか。 α、b、T、W を用いて表せ。 (2) 直方体が回転し始めるのは、 Tがいくらをこえたときか。 (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数μは、いくらより大きくなければならないか。 指針 垂直抗力の作用点は、T=0のとき に重力の作用線上にある。 Tを大きくすると、 作 用点は徐々に右側にずれていき、やがて点Bに達 する。 さらにTを大きくすると、 直方体は点Bを 回転軸として倒れる。 | 解説 b T a 式 ① ② に代入して、 x= 2 W (2)Tを大きくすると、 垂直抗力の作用点は右 側にずれる。 (1)のxが0になるときの張力を T とすると、 張力がこれよりも大きくなると b T₁ ・a T₁= ・W W 倒れるので、 01/21 0=- 2a (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつりあい から F=T ... ③ bA (1) 垂直抗力をN、 点 Bからその作用点まで の距離をx 静止摩擦 力をFとすると、 直方 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 の力のつりあいから、 T NA a F 静止摩擦力Fは最大摩擦力μN 以下であるの で F≤μN B x W N=w ... ① 62 b 式①、③をそれぞれ代入すると、 直方体がすべ らないためには、 T≤μW ら、 W- 11/1/2-Ta-Nx=0.② 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか b これから TがμW をこえると直方体はすべ り始める。 直方体はすべる前に倒れるので、 2 T<μW -W<W ">. 2a 2a S

gは9.8ではないのですか？なぜ、数字ではなく文字として回答しているのですか？ 9.8という情報が問題に書かれていないからでしょうか？

例 斜面上の物体の運動方程式 なめらかな斜面(1) 上を運動する質量m[kg]の物体について 加 速度α [m/s2] と面からの垂直抗力の大きさN [N] を求めよ。 なお、加速度は斜面にそって 下向きを正の向きとする。 重力加速度の大きさ を g〔m/s')とする。 物体 正の向き 60° 脂 重力を斜面 に平行な成分と 垂直な成分に分 解する。 物体は 重力の斜面方向 加速度α F NA (2) Fx SFY 60mg mg 601 60° 正の向き の成分F, [N]によって加速される。 直角三角形の辺の長さの比より F. mg√3:2 よってFxx2=√3mg ゆえにF=mg 2 斜面に平行な方向の運動方程式より ✓3. ma ~mg 2 したがって a=[m/s] 3 力の斜面に垂直な成分をF,[N] とする。 F, mg-1:2 よってF,×2=mg×1 ゆえに,=12mg (3) F,[N] と垂直抗力 N[N] はつりあっているので N-1/2 m -mg=0 よってN= N=mg (N) 2重力を斜面に加速度4 平行な成分と垂直 NA 60° な成分に分解する。 物体は斜面にそっ て運動するので. ?mg cos 60* mg sin 60mg 正の向き 60° 斜面に平行な方向の運動方程式より ma=mgsin60 また、斜面に垂直な方向の力のつりあいより N-mgcos60°= 0 Dith a=- /3 2 g(m/s²) 〔N〕 (N=1/12mg[N] ② a a