問120の(3) 点Rの位置で運動エネルギーがないのはなぜですか

摩擦力がした 力がする (2) * -ka³ (3) ばねがした仕事は、弾性力による位置エネルギー の減少分に等しくなる。 運動エネルギーの変化=ばねのした仕事 弾性力による位置エネルギーの減少分 120 糸につるしたおもりの運動 解答 ka ばねが Ax" した仕事 自然長 からの伸び SST (1) √2gl (2) 1倍 (3) (2-3)gl 考え方 振り子の弟が及ぼす張力は、おもりに対して仕事をしないので、力学的エネルギー 2 は保存される。 解説 (1) 力学的エネルギーは保存される。 点Qでの速さ とすると mv³+mg 0= 12m02+mgl v² = 2gl より (2)(1)の結果2gl の式には質量 2gl が含まれてい ない。 つまり、点Qでの速さは質量m に関係し ない。 よって、(1)の速さの1倍 (3) 力学的エネルギーは保存される。 点Qでの速さ とし、Q を高さの基準とすると. 右図より. -m""+mg0= 12m02+mgl(1-cos 30") =2g/(1-cos.30°)=(2-√3gl v'>0. v = √√(2-√√3)al 30"cos30* (1-cos30) R 5 (2) ばねの長さか エネルギーの減少分を求めよ。 (3) ばねの伸びがa からxに変わる間の, 物体の運動 ギーの変化を求めよ。 120 糸につるしたおもりの運動 図1のよ 図1 うに長さの軽い糸に質量mの小球を付 9/26×けて点P (鉛直方向となす90")から かに小球を放す。 重力加速度の大きさを」と し、最下点Qを基準の高さとする。 (1) 最下点Qでの小球の速さを求めよ。 (2) 小球の質量を2mにすると、最下点 Q での小球の速さは(1)の何倍になるか。 図2 R /30 (3) 小球の質量を に戻して 図2のように. 点R (鉛直方向となす角30°) から かに放す。最下点Qでの小球の速さを求めよ。 121 滑らかな曲面を滑る物体 右図のように、水平面上の 点から. 質量mの小球を初速度で滑らせた。 その後、 小球は水平面に滑らかにつながる曲面上の点Pまで上昇し, 向きを変えて下りてきた。 重力加速度の大きさをg. 水平面 を基準の高さとし、摩擦力は無視する。 (1)OPの間に,小球に面からはたらく力がした仕事を 求めよ。 (2)点Pの水平面からの高さを求めよ。 ・になる点の水平面からの高さを求めよ。 U さ 大 (3) 小球の運動エネ 124 水平に置いた うに滑らかな水 質量mのおもり かに放した。 (1) 自然長にな (2) 自然長か を求めよ (3) ばねが 次にお 自然 数を 衣

(2)のAのまわりの力のつり合いのモーメントでTcos30°が式に入らないのはなぜですか？

基本例題 21 長さ 質量m の一様な細い棒 AB の一端 Aを ちょうつがい 直な壁に蝶番でとめ、他端Bには糸をつなぎ、糸と 水平面のなす角が30°となるように点Cで糸を壁に固 定して棒を水平に保った。 Aにはたらく力の水平方向, 鉛直方向の成分の大きさをそれぞれFx, Fyとし, B にはたらく糸の張力の大きさを T, 重力加速度の大き さをする C 〇〇 A 30 B 「蝶番 棒 (1) 棒にはたらく力のつり合いの式を水平, 鉛直方向についてそれぞれせ。 (2)Aのまわりの力のモーメントのつり合いの式を示せ。 (3) F., F,Tをそれぞれmgで表せ。大の比 (4)Aにはたらく合力の大きさをFとする。Fをm,g で表せ。 基本 記述 32 よ の 考 [解 考え方 剛体がつり合うのは、力の和が0で力のモーメントの和が0であるとき。 RE [解説] (1) 水平方向... Fx= Tcos30° √3 よって, Fx=- T 12肉の食感 2 鉛直方向... Fy+ Tsin 30° = mg よって、Fx+1=mg の冷盛 内 P (0) (1) 合力 T 30° B (2)反時計まわりを正として, Aのまわりの力のモーメン トのつり合いの式をつくると L Tsin 30°・L-mg- mg = 0 2 よって、1/2TL-12ml=0 (3)(2)より,T= mg これを(1)に代入して, √3 Fx= -mg, Fy= 2 2 mg (4) F=√Fx^2+Fy^2 = mg 別解 剛体がつり合っているとき、平行でない3力の作用 線は1点Pで交わる。 よって、 右図のような力の関係が 成り立つから,Aにはたらく合力FとT及びmgの大き さが同じであることがわかる。 mg ab 60°60°X P 0 7A mg

1枚目の（3）のFが4.9だと思ったら答えは5.0で、四捨五入をするのだと思い2枚目の（2）のFは9.0にしたら答えは8.5で四捨五入してませんでした。なぜですか。

28 平面上の力のつりあい 物体を軽い糸で天井 につなぎ, 水平右向きに引いて静止させる。 この 状態について,次の問いに答えよ。 例題 物体の重さが 6.0N 水平右向きの力の大 きさがF[N] のとき,系と天井のなす角が45° となった。 2 -10- 20 15 に F (1) 物体が受ける力をすべて図にかき入れよ。 なお、向きがわかれば矢印の長さは自由とする。 (2) 物体が糸から受ける張力の大きさをT〔N〕 として,水平方向・鉛直方向の力のつりあい の式を求めよ。 (3)T〔N〕, F〔N〕をそれぞれ求めよ。ただし、 73 とする。 +F=0 解(1) SM sin45 ① 5.0 T= 12 - Tros 45+ F= 0 5.0N) 3 m/d 2 (2) 水平方向 水平右向きを正として Tcos45°+F=0 鉛直方向: 鉛直上向きを正として Tsin45°-5.0=0 上 5√2 N 2 [ Tsin455= (3)(2)のつりあいの式を,T,Fについて解いて, T=7.0N,F=5.0N T=5 F=5.0M た盛TH-5:0 T + 2 - 5 = 0

力の分解について 参考書（2枚目）のやり方で力の分解をしてみたのですが、どうしても3枚目のような力の分け方になってしまいます（汚くてすみません；；） 答えはQがT=Mgcos30° 、PがT=mgcos60°と分けられてます できれば2枚目のやり方にそって教えていただきたい... 続きを読む

19 物体PQ1本の糸で結ばれ, 滑車を介し 滑らかな2つの斜面上に置かれている。 斜面は 水平に対して60°と30°をなしている。Pの質量 を とすると,Qの質量Mはいくらか。 骨車 Q 60° P m 30°

(4)です。高さ9.8から投げて高さ9.8に戻るまでが1s -①で1s経った時の速度が9.8m/s、つまり初速度が9.8m/sで地面に達するまでが1s -②であるため、①+②をしたら求めれるかと思ったのですが計算が合いません。どこで間違っていますか？そもそも考え方が... 続きを読む

t [s] 必解 33 物理 斜方投射 右図のように, 高さ9.8mの建物の屋上 から,仰角30°の向きに初速度の大きさvo[m/s]で小球を投げ 出したところ, 2.0s 後に地面に達した。 (1) 初速度の大きさは何m/s か。 かる 同 (2) 小球が達する最高点の地面からの高さは何mか。 同 (3 小球が建物の屋上と同じ高さを通過するのは投げ出してか ら何s後か。 また,そのときの小球の速さは何m/sか。 ます (4)小球は建物から何m離れた地面に達したか。 9.8m 30° ひ Arg 面平水 センサー 10

力の向きを表すための、正・負の符号の付け方がわかりません。 何を基準に正負を決めているのでしょうか？ ［符号を考慮して］の部分を具体的に説明して欲しいです。 授業では、正とする向きを自分で決めて、符号をつけていました。 ですが、この模範解答には具体的に記されていなく、どう... 続きを読む

例力の分解 図に示した力のx 成分, y成分を求め よ。 解答 解法1 x 軸, y 軸方向の分力の大きさをそ れぞれ Fx[N], F, [N] とする。 直角三角形 の辺の長さの比より Fx:20=1:2 60% y よってFx=20×1/2=10N \30% また Fy:20=√3:2 √3 よって Fy=20×1 2 =10√3=10×1.73=17.3≒17N 30° 重 20 N 解法2 三角比を用いると 符号を考慮して, x成分は10N, y成分は-17N Fx=20sin30°=20x- 1/2=10 Fy=20cos30°=20× √3 = =10√3 ≒17N 2 よって, x成分は10N, y成分は-17N ------- 30° 20N

2枚目の、赤で囲ったところで、なぜそこが30度だとわかるのですか

水平面となす角30°のなめらかな斜面の上に、 質量 2.0kgの物体を置いたところ、物体 はゆっくりとすべり始めた。このときの物体の加速度と垂直抗力を求めよ。ただし、重力 加速度の大きさを9.8m/s2、3=1.7とする。

（2）の答えが違ったのですが、どこが違うのかが分からないので教えてください。

演習 2-1 図のように、なめらかで水平な床と鉛直な壁があり、 角度 30°のなめらかな 斜面をもつ質量 Mの台Aが、床と壁にぴったりと接して置かれている。 壁の点〇に軽 い糸の一端を固定し、他端に質量mのおもり B をつけて斜面上の点Bに置いた。この とき、糸と斜面のなす角は 30°であった。重力加速度の大きさをgとして、以下の問い に答えよ。 (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2)床から台Aにはたらく力の大きさ、および壁から台Aにはたらく力の大きさをそ れぞれ求めよ。 ケヤ 大 30° 車 B A 30° 0

問17の問題についての質問です。 この問題のベクトル図はどういうに考えればいいのでしょうか。「この人が西向きに1.0m/sで歩いている」と書いているので、左向きにベクトルを書くと思ったんですが、実際は反対に書いていたりとなぜこのベクトル図になったのか分かりません。

4/20 (ワシントン xo Step 3 ◆解答編 p.10~ 13 16 物理 速度の分解 上昇中のヘリコプターを地上から見ると、速度の水平成分が 12.0m/s 鉛直成分が9.0m/sであった。 このヘリコプターの速度の大きさを求めよ。 コプターが, 水平より 30° 斜め上向きに30m/sの速度で飛んでいるときの, 速度の水 また、速度の向きが水平方向となす角を0として, tan の値を求めよ。 さらに、ヘリ 平成分と鉛直成分をそれぞれ求めよ。 XX 17 物理 相対速度 風が吹いている中を人が歩いている。この人が西向きに 1.0m/s で歩くと,風はちょうど北東から吹いているように感じる。また,この人が西向きに 4.0m/sで走ると, 風はちょうど北から吹いているように感じる。 風の速さを求めよ。 xx 18 等加速度直線運動 列車が一定の加速度α 〔m/s']で直線軌道上を走っている。 地 点Aを列車の前端が通過したときの列車の速度は u[m/s], 後端が通過したときの速度 はv[m/s]であった。 2(1) この列車全体が地点Aを通過するのに要した時間はいくらか。 (2)この列車の長さはいくらか。 (3)この列車の中点が地点Aを通過したときの列車の速さはいくらか。 2 し に 線 用 老 1 > LIL

（2）で9.8t＝20を計算してt=2.04816...で有効数字から2.0sになることはいいんですが、（3）で2.04を使って計算していて今回みたいに割り切れなくて次の問題で使うって時どこまで値をとるんですか？ 教えてください わかりにくかったら申し訳ないです

① 基本例題7 斜方投射 物理 高 基本問題 41,42 水平な地面から, 水平とのなす角が30° の向きに 速さ 40m/sで小球を打ち上げた。 図のようにx軸, 軸をとり、重力加速度の大きさを 9.8m/s2 として 次の各問に答えよ。を求め、 y 40m/s 30° 地面 x (1) 打ち上げてから0.20s 後の速度の成分 成分と, 位置のx座標, y 座標を求めよ。 (2) 打ち上げてから最高点に達するまでの時間を求めよ。 (3) 地面に達したときの水平到達距離を求めよ。 指針 小球は, x方向には速さ 40cos 30% m/sの等速直線運動をし, 夕方向には初速度 40sin 30°m/s の鉛直投げ上げと同じ運動をする。 最高点に達したとき, 小球の速度の鉛直成分は であり, 打ち上げてから地面に達するまでの時間 は、最高点に達するまでの時間の2倍となる。 「解説」 (1) 速度のx成分,成分は, √3 ひx=40cos30°=40x =20√3 2 =20×1.73=34.6m/s 35m/s Min v=vosino-gt=40sin30°-9.8×0.20 =40x- 12-1.96=18.0m/s 18m/s 位置のx座標, y 座標は, d x=vxt=34.6×0.20=6.92m 6.9m y=vesindt- 2 912 ×9.8×0.202 =40sin30°×0.20-12× =3.80m 3.8m (2) 求める時間は,v=0 となるときであり, v=vosine-gt」から, 0=40sin30°-9.8xt t=2.04s 2.0s (3) 水平方向には等速直線運動をし、地面に達 するまでに (2) で求めた時間の2倍かかるので、 x=vxt=34.6×(2.04×2)=141m 1.4×10m