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物理 高校生

高2物理の剛体です。(2)なのですが、解答を読んでもよく理解できません。分かりやすく教えて頂けるとうれしいです。上が問題で下が解説です!

発展問題 FILL -L- 136. 切り取った立方体の重心■ 密度が一様で, 一辺の長さがL の立方体の一部分を直方体形に切り取り、 残った部分を物体Aと する。 切り取った直方体Bの奥行きはL, 横の長さは高さは である。 図のように, Aを水平面上に置いて静止させた。 L I B (1) Aの重心の位置は, Aの左端からどれだけ右にあるか。 lを用いて表せ。 (2) 1 (切り取る横の長さ, 高さ) を大きくしていくと、 ある値をこえたとき,Aは静 IN TAY 止できずに倒れた。 lo を, Lを用いて表せ。 (藤田保健衛生大改) 例題10> 2(LTU) 「倒れる直前であり、つり あいの状態にある。 YA A L (2) Bの横の長さ, 高さをしよりも大きくすると,Aは,図2の点Pを 軸に時計まわりに回転して倒れる。すなわち, l=1のとき, Aが面か ら受ける垂直抗力の作用点は,Pにあると考えられる。 また,このと き,Aが受ける力は,重力,垂直抗力であり, 点Pのまわりの力のモ ーメントがつりあうので,重力によるモーメントが0でなければなら ない。したがって,重力の作用線は点Pを通る必要があるので,Aの 重心は点Pの真上にあり, 重心のx座標は, xc=L-lo と表される。 xc は, 式 ① で, lをに置き換えた式としても表される。 両者が等し いとして式を立てると Aの重心 る 0 2 L²+ Llo-lo² =L-l L2+Llo-l2=2L2-2l² 2(L+l) 12+Llo-L2=0 二次方程式の解の公式から を求めると -L±√L2+4L2 -1±√5 ・L = lo= 2 2 重力 垂直抗力 B P L-lo L 二次方程式. ax2+bx+c=0(a≠0) 解は, -b± √b²-4ac 2a 8

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物理 高校生

力のつり合いの問題について質問です。 力の図示までは分かるのですが、赤枠で囲んだ部分がよく分かりません。 なぜCにm1g、Mg、m2gの3つの力がかかっているといえるのでしょうか。 考え方・過程を教えて頂きたいです。 よろしくお願いします🙇‍♀️

第1編 カ学 力のつり合い 36 2つの滑車A, Bがある。図のように糸をかけ て,質量がそれぞれ m,, ma, Mである3つの分 銅をつるしたら, 糸 AC, BCが水平とそれぞれ 0., 6,の角度をなしてつり合った。 次の問いに答 えよ。ただし,糸の質量は無視し, かつ滑車に摩 擦はないものとする。 (1) m,, ma, M, 0, および@.の間に, どんな関 係があるか。2つの式で表せ。 例題1-6 B Ap 6 A。 M2 m」 M (2) m」= m, のときは (i) 6,= 6.であることを示せ。 (i) m,=m,=2[kg], 6,= 0:=30° ならば, Mの値はいくらか。 (熊本大) 解答 (1) 図のように糸を3つの部分α, B, yに分けてみ る。摩擦のない滑車にかけても一本の糸の張力は変 わらないのでこのように3つの部分に分けて考える のである。糸αは質量 m, の分銅をつるしているの でその張力は m.g (gは重力加速度の大きさ)に等 しい。同様に,糸 B, Yの張力はそれぞれ Mg, mgである。これら3つの張力が結び目の点Cに はたらき,つり合っていることになる。点Cは質 A B \Q Y 張 C B! 4mg キmg キMg 量のない質点とみればよい。 水平方向のつり合いより mig cos 0, = m:g cos b2 mg sin 0, Mg Mg m」COs O, = m2 COs b2 mg sin 0。 6.A。 鉛直方向のつり合いより mg sin0, + mgsin@z=Mg m,sin0, + m.sin 0z=D M…@ (2)(i) 式ので m,=m,とすれば cosθ,=cos b。 C mig cos 6,| mg cos b2 LMg Mg . 0,= 02 (i) 与えられた値を式2に代入すれば 2sin 30°+2sin 30°= M : M=2 [kg) さ 重力

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物理 高校生

(4)を力学的エネルギー保存則で解きたいのですが可能ですか?

けずらしてからはなす。このとき物体Pは単振動する。単振動は等速円運動のx軸上への正 A 標準問題 (2) 時 減 必解52. (2本のばねによる単振動) 図のように,なめらかな水平面上に質量 m の物体Pが同 じばね定数kをもった2つのばね A, B とばねが自然の長さ にある状態でつながっている。水平面上右向きにx軸をとり, A ロ B rO00OP rOO 重 (3 射影の運動であるといえる。時刻 t=0 において, 物体Pはちょうど×座標の原点Oを正。 向きに向かって通過した。ばねの質量はないものとして, 次の問いに答えよ。 (1)任意の時刻tにおける物体Pの位置xおよび速度ひを,等速円連動の角速度ωを用いて 必解 表せ。 (2)任意の時刻tにおいて物体Pが位置xにあるときの加速度αを,oとxを用いて表せ、 また,2つのばねAとBから受ける力Fを,kとxを用いて表せ。 (3)物体Pが×=aに達してから, 初めて原点Oを通過するまでの時間 to と,初めて -a を通過するまでの時間もを,kとmを用いて表せ。 x= 2° (4)物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置,およびばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーびの最大値とそのときの位置を表せ。ただし,ωやTを用いないこと。 (5) 物体Pが単振動しているときの速度»と位置xの関係を求め, vを縦軸に,xを横軸にと ってグラフに示せ。このとき座標軸との交点を,a, kおよび mを用いて表せ。また、物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。 【香川大 改) し

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物理 高校生

全反射するsinαの範囲を求める問4について質問です。油と空気の間で全反射するために、 (ⅰ)水→油で全反射しない (ⅱ)油→空気で全反射する という2段階で考える必要があると考えたのですが、解答にはそもそもαは90°未満だからsinα<1と書いてありました。 1/n1<s... 続きを読む

問2 sina, の値はいくらか。 n, を用いて答えよ。(3点) がつく 空気(1) 次に,水槽の水の上に屈折率 n,の油を静かに注ぎ込み, 図2のよ うに,水の層の上に一定の厚さの油の層をつくった。このとき, Sか ら出た光は,水と油の境界面,および, 油と空気の境界面で屈折して 空気中へと出ていった。 油(n2) ひ2 水(n) a: 光源S 問3 水と油の境界面での光の屈折について述べた次の文章中の空欄 に適する式を答えよ。(各2点計8点) 図 2 4 水中,油中,空気中での光の速さをそれぞれひ,ひs, cとして, ひぃ V2を c, n, n のうちから必要なものを用いて表すと 1=| 1 となる。よって, 水に対する油の相対屈折率 np を, n, ngを用いて表すと 02= 2 01 N12 3 02 となる。また,水に対する油の相対屈折率 n,2は, 水と油の境界面への光の入射角aと 屈折角yを用いて表すと, 12=| 4 とも表されることから 3 の関係が成り立つことがわかる。 4 三 (難問 問4 Sから出た光が油と空気の境界面で全反射して空気中に進まないための sina の値の範囲を,n,, n2, 1 のうち必要なものを用いて答えよ。(3点)

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