相対速度 1枚目でベルト上での加速度と床から見たときの加速度が変わるのかな、変わらないかな、ってすごい迷ってしまいました、、、 3枚目(14、大変見づらい写真ですみません。。右下に問題、右上と左が解説です。) この問題と1枚目の写真での考え方の違いがふわふわしています、... 続きを読む

物 理 解答番号 1 22 第1問 次の問い(問1~5)に答えよ。 (配点 25) 問1 図1のように, 水平にベルトが運動するように十分に長いベルトコンベアを 床に固定し,ベルト上に小物体を置く。ベルトが右向きに一定の速さVで動 oいている状態で, 小物体をはじいてベルトに対して右向きに大きさぃの相対速 籍に考しすぎない。 つ度を瞬間的に与えたところ, 小物体はやがてベルトに対して静止した。 小物体 をはじいてから小物体がベルトに対して静止するまでの, 床から見た小物体の 移動距離として正しいものを, 下の①~③のうちから一つ選べ。 ただし, 小 物体とベルトとの間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとし, 小物体 の運動にかかわらずベルトは一定の速さVで運動し続けるものとする。 1 -V:n 0--ト V. 0-9-2階7 0.12 510.% 図 1 2 v? 0 24g UV 24g 24g ひ(ひ+2V) (ひ+V)? の 24g 0(20+V) 6 24g 24g V(v+2V) V(2v+V) 0 24g 24g X- 2nv 2。 42)

(2)で、向心力の大きさは、何で 重力の水平成分でも、弾性力の水平成分でもいいのですか？ 同じ値になるというのは分かるんですか？

りを 203. 円錐振り子自然の長さ1,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のおもりをとりつけ る。図のように,天井からの距離が1の水平面内で,おも りを等速円運動させた。重力加速度の大きさをgとして, 方に に 1 (1 次の各間に答えよ。 (1) ばねの長さ!を,k, 1, m, gを用いて表せ。 (2) 等速円運動の角速度と周期を,1, gを用いてそれぞ 例題28 m (3 れ表せ。 ヒニ ヒント(1)ばねの弾性力の大きさはん(/-)であり,この力の鉛直成分と重力がつりあっている。 2 00000000000000000000

良問の風61（4）です。3枚目のピンクのマーカーを引いた部分についてなのですが、（2）の時とは内部の圧力が違うのに、等圧変化と考えて良いのですか？

61* なめらかに動く質量M[kg]のピストン を備えた断面積Sim°]の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて, ヒーターに 電流を流すことにより,,容器内の気体を加 熱することができる。/ヒーターの体積, 熱 容量は小さく,無視できる。容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がん[mol)入っている。気体定数をR [J/mol·K), 大気圧を(P.(N/m'], 重力加 速度をgm/s°]とする。 (1) 最初,ヒーターに電流を流さない状態では, 図1のように,ピスト ンの下面は容器の底から距離1[m]の位置にあった。このときの気体 の温度はどれだけか。 HP ピストン ヒーター 図1 図2 次に,ヒーターで加熱したら, ピストンは最初の位置より 上昇 した。気体の温度は(1)の何倍になっているか。また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (3)(1)の状態で, 容器の上下を反対にして鈴直にし,気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら, 図2のように,ビストンの上面は容器の底か ら1の位置で静止した。ビストンの質量M を他の量で表せ。 ※ この状態で, ヒーターにより, (2)におけるジュール熱のだけの 執を加えたら、ピストンの上面は容益の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 (名城大)

この問題のように自由落下と鉛直投げ上げが両方あるときって座標軸はどのようにとったらよいでしょうか(上と下のどちらを正にした方がよいでしょうか)？

げたところ,空中でAとBが衝突した。重力加速度の大きさを 自由落下と鉛直投げ上げ 発展例題3 さんのビルの屋上から,小球Aを自由落下させると同時に, その真下の地面から,小球Bを速さ vで鈴直上向きに投げ上 発展問題 43, 44 小球 A gとして,次の各間に答えよ。 時間t経過後の,Aの屋上からの落下距離 YAを求めよ。 0) 時間t経過後の,Bの地面からの高さ ye を求めよ。 (2) 衝突した地点の地面からの高さを求めよ。 Vo 小球B h球Aの落下聞離+ 自由落下のの公 (3) 衝空1.た地点では、Vat ye=hの関係が成

なぜFが最大摩擦力以下になると棒が滑らなくなるんですか？

F=kxから, ばね 基本問題 131, 134, 135 No 基本例題16 剛体のつりあい 129 図のよに、なめらかな壁と摩擦のある床に, 一様な太さの棒を 立さがける。棒と床がなす角を0とするとき, 棒が倒れないための 0の条件を, tan@ を用いた式で表せ。ただし, 棒にはたらく重力の 大きさをW, 棒の長さを1とする。また,棒と床との間の静止摩擦 係数をμとする。 E タレw 250 1 棒が受ける力を図示し, 水平方向, 鉛直方向のそれぞれで力のつりあいの式を立てる。 また,複数の力を受ける棒の下端のまわりで, カ のモーメントのつりあいの式を立てる。 また,点Aのまわりの力のモーメントの和が0と なればよい。点AからN., Wまでのうでの長さ は,それぞれ Isin0, Icos0/2 なので, 指針 N,×Isin0-W× 2 lcos0 =0…③ 解説 棒は,重 N カ以外に,接触する他 の物体から力を受け, 図のように示される。 地球から…重力W 壁から…垂直抗力 N. 床から…垂直抗力 N。 床から…静止摩擦力 F また,点Aで棒がすべらなければよい。Fが最大 摩擦力 N2 以下となり, 式3から, これを式2に代入して整理すると、 0 Na=2N,tan0 式のから,F=N,となる。これと式⑤をのへ代 入して整理すると, Isin0 FSLN。…の N W=2N,tan0 W A F 1 CosO 水平方向の力のつりあいから, F-N、=0 ① 鈴直方向の力のつりあいから, Na-W=0 NSu×2N,tan0 tan02 1 2u 40. の

垂直抗力がどうしてaやbで発生するのか教えてください。

131.棒の重心の決定 水平面上に重さ50N, 長さ1.0mの太 さが一様でない棒が置かれている。一方の端Aを少しもち上げ るには,鈴直上向きに 20N の力が必要であった。 (1) 棒の重心は端Aから何mのところにあるか。 (2) もう一方の端Bを少しもち上げるには, 鉛直上向きに何Nの力が必要か。 20N4 -1.0m. A。 B 例題16

(2)が分かりません。 どういう式の立て方をしたのか、よく分かりません。 教えて下さいm(_ _)m

(5) 力のつり合いの位置では, 速さは最大になってお 別解 力学的エネルギー保存の法則で求めることもできる リ= Aw で表される。したがって, ひ=0.050×14=10. おもりにはたらく力の合力F[N]はいくらか。ただし, 鈴直下向きを正と。 単振動 »137 例題 34 ばね振り子 軽いばねの一端を固定し, 他端に質量0.10kgのおも りをつるすと,自然の長さから0.050mだけ伸びてつ り合った。このばねを自然の長さにしておもりを支え, 静かに手をはなした。重力加速度の大きさを9.8m/s', πを 3.14とする。 (1) このばねのばね定数&{N/m]はいくらか。 (2) つり合いの位置からょ[mjだけばねが伸びたとき, 0,050m また,このような力がはたらくときの運動の名称を答えよ。 (3) おもりの振動の周期T[s) と振幅A [m]はいくらか。 (4)ばねが自然の長さから0.020mだけ伸びたとき, おもりの加速度の a[m/s]はいくらか。 (5) ばねが自然の長さから0.050mだけ伸びたとき,おもりの速さ [m/s]はい 解答 (1) おもりにはたらく重力 と弾性力のつり合いより, 0.10×9.8-k×0.050=0 したがって、 k=19.6= 20[N/m] (2) F=0.10×9.8-19.6× (0.050 +x) = -19.6.c[N] 変位の大きさに比例し,変位と 逆向きにはたらく力を復元力と いう。復元力がはたらくとき, 物体は単振動をする。 Oセンサー41 弾性力 kX0 つり合いの位置をェ=0 に とり,任意の変位rにお いて物体にはたらく合力が F=-Kr の形で表される 復元力なら,その物体は単 振動する。 0.050m つり合に 重動 01 弾性力 k(0.050-1 のセンサー 42 ばね振り子の周期 T=2¢\k 0.050m m (3) ア=D2xR 水平方向,鉛直方向, 斜面 方向のいずれの振動でも同 じ式で表すことができる。 つり合 0.10 _3.14 V 19.6 =2×3.14×, 7 重力 (UN =0.448… 0.45[s] センサー 43 振幅は単振動の中心と端の間の距離で表されるので 単振動の加速度aは, 中 心(つり合いの位置)でa=0 両端で大きさが最大となり, A= 0.050[m] (4) このとき,エ= -0.030[m]である。 4=土A また, ω=等=14(rad/s) したがって, a=|-e'alより, α=|-14x(-0.030)| =D5.88= 5.9[m/s) のセンサー 44 単振動の速度oは, 中心 (つり合いの位置)で大きさ が最大となり,u#土Aの 両端でp=0 eelllel O ellllele -

問2が②じゃだめな理由を教えて欲しいです(；▽；)

2020年度:物理基礎/追試験 81 さ て最 m A 波 占 Bよりhだけ高いところにあり,点Bは水平な床から Hだけ高い る。 A 小物体 h B H C 0 L 床 図 1

16の（2）で、なぜg=9.8を代入しないのですか？

衝突するか。 AとBが衝突する直前のBの速度はいくらか。 ヒント 時間tは共通。衝突する点の地面からの高さをh [m]とすると, Aの (2 120 m )B 落下距離は 120-h[m] 16発展 水平投射 塔の上から水平に小石を投げると, t(s) 後に塔の真下の地面から LIm]だけ離れた地点に落下した。 A(1) 小石に与えた初速度の大きさはいくらか。 メ(2) 塔の高さはいくらか。 x(3) 小石が地面に達する直前の速度の向きと地面とのなす 角を0とすると, tanθの値はいくらになるか。 chapter L[m]- 、t[s] 後 3 17(発国 斜方投射 図のように, 水平な地上の原点か ら斜め上方30°の向きに, 初速度58.8m/s でボー ルを投げ出した。 図のように座標軸をとり, 有効数 字2桁で答えよ。 メ(1) ボールの初速度の水平成分と鉛直成分は, それ ぞれいくらか。 (2) 投げてから 2.0s後のボールの位置はどこか。 また, そのときのボールの速度の 水平成分と鉛直成分はそれぞれいくらか。 58.8m/s 130° 0 ■7すでの時間はいくらか。また, 最高点の高さはいくらか。

物理基礎の問題です。教科書にはバネの伸びの例題がなかったので、わかる方がいらっしゃったら解説お願いします。

32 「章 カ学! 基本例題8 力のつりあい 基本問題 62, 63, 67, 68, 69, 70 軽い糸の一端を天井につけ,他端に重さ 2.0Nの小球 をつなぐ。この小球に,ばね定数 10N/m の軽いばねの 一端を取りつけ, 他端を水平方向に静かに引いた。糸が 鈴直方向と 60°の角をなして小球が静止しているとき, ばねの自然の長さからの伸びは何mか。 2.0N 10N/m 60°