なぜ左向きになるのですか？⑴

解説動画 4.0kg 第 12.0N I 分 例題16 粗い水平面上の運動 知識 きの ・基本問題 90・92 粗い水平面上に置かれた質量 4.0kgの物体に、一定の大きさ12.0Nの力で右向 きに引くと、物体は面上をすべり出した。 物体と面との間の動摩擦係数を0.20、 重力加速度の大きさを9.8m/s2 として、 次の各問に答えよ。 (1) 物体が受ける動摩擦力は、どちら向きに何Nか。 2物体の加速度は、 どちら向きに何m/s2 か。 指針 (1) 物体は、 運動の向きと逆向きに動摩擦 力を受けており、 その大きさは、「F'=μ'N」 と表され る。物体が受ける力を図示して考える。 re☑ 章 運動とエネルギー (2) 物体の運動方程式を立て、 加速度の大きさを求める。 解説 (1) 物体は、重力、 大きさ 12.0N の力、 接触 している面から垂直抗力、動摩擦力を受けている。 垂 直抗力の大きさを N[N] 動摩擦力の大きさをF'[N] とすると、それらの力は図のように示される。 鉛直方向に物体は運動し 。 ないので、その方向の力は つりあっている。 N-4.0×9.8=0 N=39.2N したがって、 「F'=μ'N」 AN →a 12.0 N F' mg の公式に、μ'0.20、 N =39.2N を代入すると、 左向きに 7.8N F''=0.20×39.2=7.84N (2) 右向きを正として、 物体の加速度をα [m/s2] とする。 物体の運動方程式 「ma=F」 に、 それぞれの数値を代 入して、 4.0×α = 12.0-7.84 a=1.04m/s2 右向きに 1.0m/s2 kg Advice 摩擦を無視できる面上の運動では、垂直抗力 は、運動方向の力の成分をもたないので考慮する必要は ない。 しかし、摩擦を受ける面上の運動では、動摩擦力 が垂直抗力の大きさに比例するので、考慮する必要があ る。

(２)有効数字を問わないなら、19.6Nでも大丈夫ですか？

55 知識 62. 弾性力と垂直抗力図のように、水平面上に 置かれた質量 3.0kgの物体に軽いばねをつけて、 鉛直上向 きに引く。 ばねの自然の長さを 0.300m、 ばね定数を196 N/m、重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) ばねの長さが 0.350mになったとき、 物体がばねから 受ける弾性力の大きさは何Nか。 00000 3.0kg (2) (1) のとき、 物体が面から受ける垂直抗力の大きさは何Nか。

(２)なぜ 答えに➖がつかないのですか？

知識 N52. 力の分解 次に示された力を、互いに垂直なx方向、 y方向に分 解すると、各方向における分力の大きさは何Nか。 (1) 20 N 30% x (2) y How x 10 N (3) 30° 20 N

🟨なぜ、左向きの矢印になるのですか？

自然の長さ 0.20mのばねをなめらかな水平面上に置き、その一端を壁に固 定して、 他端に手で力を加え、 水平方向に引く。 ばねの長さが0.30mとなっ たとき、手がばねから受ける弾性力の大きさが8.0N であった。 ばねのばね定数は何N/m か。 0.30m 00000000 8.0N さらに力を加えてばねを伸ばすと、その長さが0.35mとなった。このとき、手がばねから受ける弾性力 の大きさは何Nか。 11417 指針 フックの法則 「F=kx」 を用いる。 x は、ば ねの伸び縮み) であり、 ばねの長さではないことに注 意する。 解説 (1) ばねの伸びは、 0.30-0.20=0.10mであ りこのとき、弾性力の大きさは8.0Nである。 フッ クの法則 「F=kx」 から、 ばね定数k [N/m〕は、. 8.0=kx0.10 k=80N/m (2) ばねの伸びは、 0.35-0.200.15mである。 (1) の んの値を用いて、フックの法則 「F=kx」から、 F=80×0.15=12N

Nを求める問題です。 自分なりに解釈したことを文字に表してみました。 考え方はこれで良いのか教えてください。 また不思議な事があるので分かる方教えて欲しいです。 ①なぜ支点からの距離を使うのか ②なぜかけ算をつかうのか 基本的なこと聞いてすみません。 よろしくお願いいたします。

図のような長さ90cmのてんびん棒がある。 支点は棒の左端から40cmの位置に取り 付けられており、左端に重さO.SNの物体Aかに 左端から60cmの位置に重さ0.3Nの物体B がつり合った。物体の重さは何Nか。 ただし、てんびん自体の重さは考えないも 90cm cm のとする。 60cm 40cm A B [解説] 90 60 40人 JA 015N B 0.3N IN まず、わかっている数字を目にかきこむ。 A A B 長さ×N 長さ× N 長さ N 40×0.5 こ 203×0.3N+50 ☆点からの距離をかきこむ B A 40 60- 「201 40 13 bo 90 w 30 XNV 50 40 YO₁) 200 40×0.5= 'Ri 14 10 20= 20×0.3N+50xx 6N+50x - 6+20=50x 14=50% x=0.28 028 50)140 100 400

√で答えてはダメな理由を教えてほしいです(1)

知識 52. 力の分解 次に示された力を、互いに垂直なx方向、y 方向に分 解すると、各方向における分力の大きさは何N か。 (1) y 20 N 30% X (2) y 1/60 x 10N (3) x- 30° 20 N

(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

解説お願いします🙏

液体の入っていない2.0L (=2.0×10-3m²)のペットボトル容器を半分だけ水に沈 めるのに必要な力の大きさを求めよ。 ただし、重力加速度の大きさを9.8m/s2, 水の 密度は1.0 × 103kg/m² とし,ペットボトルの質量は考えなくてよいものとする。

（２）教えてください

するまでの移動距離は何mか。 また、 この間の変位はどちら向きに何mか。 思考 10. 平均の速度と瞬間の速度 図の 曲線は、x軸上を運動する物体の位置x [m] と経過時間t [s] との関係を示している。図 の直線は、 t = 2.0s でのグラフの接線である。 (1) 2.0~4.0sの間の平均の速度は何m/s か。 ↑x[m] 16.0 12.0 9.0 4.0 1.0 t[s] 0 1.0 2.0 3.0 4.0 A t = 2.0s における瞬間の速度は何m/s か。

測定値とはどれのことですか？

答 □ 5. 定数を含む計算 有効数字の桁数に注意して、次の測定値の計算をせよ。π=3.1415…、 √2=1.4142･･･とする。知識 (1) 3.0×π (2)√2×500 (3) 2.0×8 答 答