力学的エネルギー保存の法則の問題(写真の赤丸の問題)について質問です。解説の「速さが最大になるときの物体の位置をとする。板を取り去った 直後とで，力学的エネルギー保存の法則の式を立てる」とは、どう言うことでしょうか。また、「物体の位置がx2のとき、重力による位置エネルギー... 続きを読む

の長さ h=250 -E 0° ngcos3 0° _mgcos30 30° 168. 弾性体のエネルギー 解答 (1) 解説を参照 (2) (4) x= mg k V= x= mg_ k m k て,x2= g 物体は重力弾性力、垂直抗力を受け、それらの力はつ りあっている。物体の位置がxのときのつりあいの式を立てる。また, 板が物体からはなれるとき,垂直抗力が0となる。(3)物体は重力,弾 性力の保存力だけから仕事をされ,その力学的エネルギーは保存される。 ばねの伸びが最大になるとき, 物体の速さは0 となる。 (4) 運動エネル ギーをxの関数として式で表し, 速さの最大値を求める。 解説 (1) 物体の位置がxのとき, 弾性力は鉛直 上向きにkx であり, 物体が受ける力は図1のよう に示される。 力のつりあいから, mg-kx-N=0 N=mg-kx ...① これから, Nxとの関係を示すグラフは、図2の ようになる。 (2) 板が物体からはなれるときは, N = 0 となる。 (3) mg 図2のグラフから, N = 0 となるxの値は, x= k 2mg k mg のとき, k 図1 Rx N x=0, x = 0 は板を取り去った位置なので、 解答に適さない。 したがって 2mg k mg (3) x=0を重力による位置エネルギーの基準とし, 板を急に取り去っ た直後と, ばねの伸びが最大になったときとで, 力学的エネルギー保 存の法則の式を立てる。 板を急に取り去った直後, 運動エネルギー, 重力および弾性力による位置エネルギーは,いずれも 0である。 ばね の伸びが最大になるときの物体の位置を x1 とすると, その位置での 運動エネルギーは 0, 重力による位置エネルギーはmgx, 弾性力 による位置エネルギーは 1/12 kx² と表される(図3)。これから,力学 図3 的エネルギー保存の法則の式を立てると, 0=0-mgx + 1/23kx120=x(kx-2mg) 1 mv² は最大値 2 (4) 速さが最大になるときの物体の位置を x2 とする。 板を取り去った 直後とで, 力学的エネルギー保存の法則の式を立てると 0=1/2mv-mgx2+1/12kx2² 1/12mmx212/2kx=-12/21(キュー)+².② m²g² mg 2mg_ k 速さが最大となるのは, 式 ② が最大値となるときである。 したがっ m²g² となる。 2k (1) 問題文の 「ゆっく りと下げ･･･」とは,力が つりあったままの状態で 板を下げることを意味す る。 NA mgs 図2 E=0 mg k F000000006 i + 1/2kx ₁² E=0-mgx+- 0 X1 1x (3) 物体の力学的エネ ルギーは, 運動エネルギ 一. 重力および弾性力に よる位置エネルギーの和 である。 第1章 力学Ⅰ 物体の位置がx2のと き, 重力による位置エネ ルギーはmgx2, 弾性 力による位置エネルギー は kx2²/2 となる。 0/1 m² の最大値を求 めるには,式 ② のように 平方完成をするとよい。 101 some きる。 体に力を加えて, 一定の いて,この力がする仕事の仕事率を求めよ。 ただし, 度の大きさをgとする。 (1) 物体と斜面との間に摩擦がない場合 (2) 物体と斜面との間の動摩擦係数がμ' の場合 →例題13 [知識] 69. 動摩擦力と仕事■ 水平面上の壁にばね定 数kのばねの一端を固定し、 他端に質量mの物 168. 弾性体のエネルギー図のように, ばね定数kのばねの 上端を天井に固定し,下端に質量mの物体を取りつける。 ばね が自然の長さとなるように, 板を用いて物体を支える。 ばねが 自然の長さのときの物体の位置を原点として, 鉛直下向きを正 とするx軸をとり,重力加速度の大きさをgとする。 (1) 板をゆっくりと下げ, 物体からはなれるまでの間で,物体 が受ける垂直抗力の大きさNと位置xとの関係をグラフで示せ。 (2) (1)の場合において, 板が物体からはなれるときの物体の位置 x を求めよ。 (4) (3) の場合において, 物体の速さが最大になるときの物体の位置 x と, そのとき (3) 板を急に取り去った場合,ばねの伸びが最大となるときの物体の位置xを求めよ 速さ”をそれぞれ求めよ。 (拓殖大改) 自然の長さ 自然の 長さ 物体 板| Os→0 ばね < 0000 X 体を取りつけた。 ばねが自然の長さのときの物 日本の位置Oを原点とし、 右向きを正とするx軸 をとる。 物体を、原点Oからx軸の正の向きに距離はなれた位置Pまで引き,静か なすと、物体はx軸の負の向きに向かって動き出し, 0から距離s はなれた位置 停止した。 この運動では,PとQの間のある点で物体の速さが最大となることが観測 た。 物体と面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 物体が位置Pにあるとき, ばねにたくわえられている弾性エネルギーはいくら 物体が0から距離 x はなれたPとQの間の任意の位置Rにあるとき, 物体の エネルギーはいくらか。 物体が静止する位置Qの座標s はいくらか。 物体の速さが最大となる位置を求めよ。 (愛知教育大

物理の斜面上の運動です。 ほぼ全て分からないので解説をお願いしたいです🙇🏻‍♀️‪‪ 41の(1)は比率をなんのために出しているかがわからないです。 (2)は自分は3枚目の写真の求め方で出したのですがこの計算式はこの問題にあっているのかを知りたいです、 (3)は質量を変えて... 続きを読む

4. 斜面上の運動 傾きの角が30°のなめらかな斜面に質量2.0kgの物体 Aを置いたところ, 物体Aはゆっくりとすべり始めた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 (1) 物体Aが斜面にそって下向きに受ける力の大きさ F [N] を求めよ。 (2) 物体Aの加速度の大きさ [m/s²] を求めよ。 (3) 物体Aのかわりに質量1.0kgの物体Bを置いた。 加速度の大きさ 4B [ M/S'] を求めよ｡ (2) 斜面上の運動 傾きの角が30°のなめらかな斜面上に質量 5.0kgの物体を ,これに糸をつけ, 斜面に平行に上向きの力を加えて, 物体を引き上げたり下ろ りした。 重力加速度の大きさを 9.8m/s' とする。 の張力の大きさが40Nのとき, 物体の加速度αはどの向きに何m/s² か。 体の加速度が斜面下方に 1.9m/s² のとき, 糸の張力の大きさは何Nか。 (1) 30° 130° 例題

物理基礎の運動方程式の問題です 台車A、Bの加速度の比を求めるところまではわかるのですが、そのあと加速度の比の逆が台車A、Bの、質量比になると言うところがわかりません なぜ、質量比にするときは逆数にしなければならないのですか…？

71 運動方程式 水平でなめらかな机の上で, カ 学台車Aにゴムひもをつけ, 水平方向に一定の力で引 いたとき, 台車の速度-時間のグラフ (v-t図) は右図 1004134234 のようになった。 777 次に,台車Aを質量の異なる台車Bに取りかえて 同じ力で引いたときの速度-時間のグラフは右図のよ うになった。 台車Bの質量は,台車Aの質量の何倍か。 記録タイマー 速度り O ゴムひも 台車 台車B 時間 k L

重要問題集85の(3)(4)です。 (3)書いてある言葉の意味は分かります。なぜ1がsinθとルートの間に入ったのかがわからないです。 (4)1行目までしか言ってる意味がわからないです。 受験に物理を使わないので基礎知識がだいぶ欠落しています(>_<) 頑張って理解する... 続きを読む

必解 85. 〈光の屈折〉 図は屈折率の異なる2種類の透 明な媒質1 (屈折率 n) と媒質 2 (屈折率n2) からなる円柱状の二 重構造をした光ファイバーの概念 図であり,中心軸を含む断面内を 光線が進むようすを示している。 中心軸に垂直な左側の端面から入射した光線が、 媒質の境界で全反射をくり返しながら反対 側の端面まで到達する条件を調べてみよう。 空気の屈折率は1としてよく, 媒質中での光損 失はないものとする。 また媒質2の内径および外径は一定であり, 光ファイバーはまっすぐ に置かれているとしてよい。 中心軸 L 媒質2 媒質 1 媒質 2 B (1) 左側の端面への光線の入射角を0とするとき COSα を0と」 を用いて表せ。 (2) 光線が光ファイバー内で全反射をくり返して反対側の端面に到達するための sin0 に対 する条件を 1 2 を用いて表せ。 ただし,0°<0<90°とする。 (3)0° <890°のすべての入射角0に対して境界 AB で全反射を起こさせるための条件を nとn2 を用いて表せ。 (4) 光ファイバーの全長をL, 真空中での光の速さをcとするとき (2)の条件を満 左側の端面から反対側の端面に到達す7 土地 ミ

物理の斜面上の運動です。 ほぼ全て分からないので解説をお願いしたいです🙇🏻‍♀️‪‪ 41の(1)は比率をなんのために出しているかがわからないです。 (2)は自分は3枚目の写真の求め方で出したのですがこの計算式はこの問題にあっているのかを知りたいです、 (3)は質量を変えて... 続きを読む

41. 斜面上の運動 傾きの角が30°のなめらかな斜面に質量 2.0kgの物体 Aを置いたところ, 物体Aはゆっくりとすべり始めた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 (1) 物体Aが斜面にそって下向きに受ける力の大きさF [N] を求めよ。 (2) 物体Aの加速度の大きさα [m/s²] を求めよ。 (3) 物体Aのかわりに質量1.0kgの物体Bを置いた。 加速度の大きさαB [m/s²] を求めよ。 (1) 14.2 (2) ■ 斜面上の運動 傾きの角が30°のなめらかな斜面上に質量 5.0kgの物体を , これに糸をつけ, 斜面に平行に上向きの力を加えて, 物体を引き上げたり下ろ りした。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 の張力の大きさが40Nのとき, 物体の加速度αはどの向きに何m/s2 か。 ■体の加速度が斜面下方に 1.9m/s² のとき, 糸の張力の大きさは何Nか。 (1) 30° (3) 30° (2) 20kg 20 例題 1

物理基礎です。 力の分野なのですが、()に丸がついている問題の解き方が分かりません。 解説をして頂きたいです。

問1 (1) ばねに 50Nの力を加えたところ、 ばねは、もとの長さより20cm伸びた。 このばねのばね定数は、い くらか｡ 250 021500 200 2.5×102N/m (2) ばねに 2.0kgのおもりを吊るしたところ、 ばねは、 10cm 伸びた。 このばねのばね定数はいくらか。 2.0kg = 2000g 0.1xx:20 0.1120 物理基礎 2学期中間考査 練習問題② <180円 5 0.2×x=50 X:200 2.0x10 N/m (3) 自然の長さが40cm のばね定数 80N/m のばねに 4.0kg のおもりを吊るすと、 ばねの長さはいくらに なるか。 89cm 2,020 x=250 0.51200 4.0kg = 4000g 問2 天井に吊るされた、 ばね定数 20N/m のばねがある。 (1) このばねに 2.0kgのおもりを吊るすと、ばねはどれだけ伸びるか。 98cm 2.0kg:2000g 2.0xx=20 x=10 80xx=40 x=0.5 (2) 図のように 2.0kgのおもりを吊るしたばねを下から手で支えたところ、 ばねは、 自然の長さより、50cm のびた長さになった。 このとき、 おもりを手で支えた力はどれだけか。 2000g. xx0.5=20 2.40

⑷の不等号がこの向きになるのはなぜですか?

【1】 教科書 P.41 章末問題 ③ 図のように、水平面上に置いた質量mの一様な直方体の 物体がある。この物体の右上の角に水平右向きの力を加え, その大きさFをしだいに大きくしていく。 物体と水平面との 間の静止摩擦係数をμ として,次の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 物体が静止しているとき, 垂直抗力の作用点は点 0 からいくらの距離にあるか。 ヒント:図に力を書き込み、水平、鉛直、モーメントのつり合いの式をたてよ。 静止摩擦力の大きさをfとする。 mg = N まわりのモーメント b F=f=tex Q.F+N.x = mg/12/2 = Norg F+wg.x=1/12/b.g mg.x a Horny 4 FNoug Moug Mo 2/26-No-NoF (2) 物体が傾くより先にすべり出したとすれば,すべり出すのはFがどんな大きさを超 えたときか。 of マサッカが限界を超えるとき Momg ↑最大マザツカ (1)より x=0 (4) 物体が傾くより先にすべり出す条件を示せ。 すべる限界 (3)物体がすべり出すより先に傾いたとすれば, 傾くのはFがどんな大きさを超えたと きか。 ヒント 傾く直前、 垂直抗力の作用点の位置は? 0 = 16. た b 20 #t mg/ x=0 Fa ing 傾限界 (③) bmg. 2a a-F+mg x = mg 15/2/2 mg x = 1/2bug-aF x = F=bug 12/2/b 4 - AF mg なんで不等号 この向

加速度はわかったんですけど、張力の求め方がわかりません

3. 2つの物体の加速度及び糸の張力 M Mg T AT G m ↓mg ving 4. 2つの物体の加速度及び糸の張力 //////// 111 t)n

どこが間違っているのか分からないので解説をお願いします🙇‍♀️ ２枚目の写真の赤線のところでN=mgとしてはいけない理由も教えて欲しいです

22* 質量mの物体と床との間の静止摩擦係数はμである。 図のように30°方向に力を加えるとき, 物体が滑り出さ ないための最大の力を求めよ。 m 130°

ここcosとsin逆なのでなんでですか？感覚的に横向きの力がcosで縦向きの力がsinのイメージなのですが、誰か教えてください！

69 図のように、重さ25Nの物体を軽い糸で壁につなぎ, 傾きの角が0の なめらかな斜面上で静止させたとき, 物体は糸から大きさ T〔N〕 の張力 を,斜面から大きさ N〔N〕の垂直抗力を受けた。 □(1) 物体が受ける力の矢印を図にすべてかき入れよ。 □ (2) T, N, 0 を用いて、斜面に平行な方向, 垂直な方向の力のつりあいの 式をそれぞれ立てよ。 平行な方向: 垂直な方向: T= 25. (050 N = 25 - Sing K 4.0 m 逆! 3