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物理 高校生

画像1枚目の問題(4)について質問です。 点Bを通る面を位置エネルギーの基準面として、力学的エネルギーと仕事の関係からBG間の距離を求めようとしたのですが(画像2枚目の参照をお願いします)、答えが合わず、どこが間違えているのか分からないため、教えてください。 解答は B... 続きを読む

図のように,水平面に対して30°の角度をなす斜面がある。 斜面上の点Aから点Bまでは 動摩擦係数μの粗い面となっており, 点Bから点Dまでは滑らかな面となっている。点Dに は斜面と直角な壁があり,その壁にばねが斜面と平行に固定されている。AB間の斜面の長さ は2L [m), 点Bとばねの先端Cの間の斜面の長さはL[m]である。 今,質量 m [kg]で大きさの無視できる物体Mを斜面上の点Aに置くと, M は静かに滑り 降り始め,ばねと接触した。その後, 0.2L【m]だけばねが縮んだ状態で Mは一瞬静止し, 直 ちに斜面上方へ押し出され, AB間の点Gで再び一瞬静止した。重力加速度の大きさを g(m/s°] として, 以下の問いに答えよ。 (1) 点Aから滑り降りているときの AB間における物体 M の加速度の大きさを求めよ。 (2)ばねに接触する瞬間の物体 Mの速さを求めよ。 (3)ばねに接触した物体 Mが一瞬静止し, ばねが最も縮んだときのばねの弾性エネルギーを 求めよ。 (4) BG 間の距離を求めよ。 M B mmi 30° D

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物理 高校生

①、②式をどう変形したら、マーカーのような式になるのでしょうか? 途中の計算方法を教えてください🙇‍♀️

|基本例題 36 円錐振り子 図1のように、長さ1の糸の一端を天井に固定して, 他端に質 量mのおもりをつるし, 水平面内で等速円運動させる。糸が鉛 直線となす角を0, 重力加速度の大きさをgとする。 (1)-図2は,この運動を真横から見た図である。おもりにはた らく力を名称も含めて図示せよ。 (2) 糸の張力の大きさを S, 角速度をoとして, おもりの回転 半径方向についての運動方程式をつくれ。また, 鉛直方向 についての力のつり合いの式をつくれ。 このおもりの角速度,周期をそれぞれ求めよ。 m 図 2 3) 力の作図をすることから向心力を明らかにし, 運動方程式に代入して, 角速度や 周期を求める。 考える 解説) (1) おもりにはたらく力は右図の通り。 (2) 等速円運動の半径は, Isin0であり, 張力の水平成分が向心力になる ので,運動方程式は, m.lsin 0·o? = Ssin0 mo?lsin 0 = Ssin0 …① 張力 鉛直方向については, 張力の鉛直成分と重力がつり合っているので、 重力 Scos 0 = mg (3) ①, ②式より, mo°lcos 0 = mg よって,角速度ωは, g の= lcos 0 |Scos0 これより,周期Tは, 2元 T= Icos 0 Isine = 2元 の g Ssiné mg おもりとともに動く観測者の立場においては, 慣性力 (遠心力) と張力の水平成分とのつり合いと して m.Isin0.e。I Ssin0の式を立てる。

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物理 高校生

(4)の右の式はどうやって解いたらこの式が出ますか。

(1) PQ 間で、物体と水平面との間の動摩擦力 くらか。 (2) PQ 間で、物体と水平面との間の動摩擦力の大きさf [N] はいくらか。 (3)物体と水平面との間の動摩擦係数 μ'を求めよ。 ルエ事 らポイント 練習18 カと運動について今まで学ん 粗い水平面上で物体を滑らせる実験を行った。質量 m [kg] の物体 を、水平と角度目を成す方向から、ある一定の大きさのカF[N] で押し続けできた知識を総合して考えよ ると、物体は速さ [m/s] で等速度運動を続けた。物体が P点に達したとき、う! 定義通りに計算する以外 カFを急に除くと、 物体は P点から! [m] 先の Q点まで進んで停止した。重 力加速度の大きさをg[m/s?] とする。 に、他の物理量との関係から 計算する方法もある。 停止 速さり P f 動尊撫カf F (1) PQ 間で、物体と水平面との間の動摩擦力が物体にした仕事 W [J] はい くらか。 エネルギー の原理 0--mo?= W mu [J1 2 2 (2) PQ間で、物体と水平面との間の動摩擦力の大きさf [N] はいくらか。 mu? = -fl m0? 2l W 2 (3) 物体と水平面との間の動摩擦係数μを求めよ。 Pa 間で物体にはたらぃている垂重抗力は mg [N]. 愛直抗力 02 2 f* Amg 28! N' 21 Fcos6 (4) 物体がP点に達する前に加えられた力の大きさF[N] はいくらか。 カのつりあい f= a'N'= N'= Fsin@ + mg feN! mgu? 28l cos0 - v2siné [N] 2 Fcose CoS Fsin@ F mg (5) カFの仕事率 P [W] を求めよ。 mgび cos6 P.= FV cos O CoS 「WI 1

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