θはどのようにして出てくるのか分かりません

7805KSME H(時刻 to) 179斜方投射の諸量 図のように、小球を,時刻 12010 h Vo (s) ago 2! Slut t=0s に水平面上の点Oから角度90°90°) だ け上方に速さv[m/s]で投げ出したところ, t=to〔s] に最高点H を通過し, t=t〔s] に点Pに着地した。 ただし,点Hの水平面からの高さをん [m], OP間の 距離をl〔m〕,重力加速度の大きさを g 〔m/s2〕 とする。 時刻 0s) P (時刻) 1 +1 KOS T3 (°00>)0 *A I. この小球について,次の各量を Vo, g, 0 を用いて表せ。 ,,を用い (1) 時刻 to 〔s] (2) 時刻 〔S〕 (3) 高さん 〔m〕 (4) 距離 1 [m] (m) (2sincos0= sin 20 を利用) Ⅱ.Iの結果を用いて,次の各場合の角度 0 を求めよ。 ただし, v は一定とする。 (5) 最高点が最も高くなる場合 (6) 着地点が最も遠くなる場合 2 例題 45 ヒント (1) 最高点ではvy=0m/s (2) 着地点ではy=0m)

・(3)(4)でなぜsin2θ＝1のときに最小値をとるのか ・なぜH＞(5)の場合は(4)が解となり、H≦(5)の場合は小球が天井すれすれを通る時に最もＶ｡を小さくできるのか ・(6)で求めるtanθはなぜL/Hで求められるのか ・(7)においてなぜ④の式を整理するこ... 続きを読む

別興ム(慟哭するための tan の条件を, vo を含まない式で表せ。 (北海道大改) 例題 5 Vo h 物理 やや難 53. 高さ制限のある斜方投射■重力加速度の大きさを g として,次の ( に適切な式, 数値を入れよ。 H OK L →P 高さHの天井がある部屋で, 床の点Oから小球を投 射して, 天井にあてずに距離Lはなれた点Pに落下さ せるための、初速 ひ の最小値について考える。 投射 角を0とすると, L = ( 1 ), 最高点の高さんは, h = ( 2 ) と表せる。 天井を無視 して考えると, (1) から, 0 ( 3 )のときに, vは最小値 ( 4 ) となる。このとき, 最高点の高さんは,h= ( 5 )となるので, H> (5) の場合は (4)が解となる。 H≦ (5) の場合は,小球が天井すれすれを通るときに最もを小さくできる。 h=Hとすると (1) (2) から tan0= ( 6 6 )となり,ひ の最小値は ( 7 ) となる。 を用 ヒント 51 (3) 小球が水平方向に距離αだけ進んだとき, 高さがんよりも大きければよい。 52 (2) 小球Bが、時間tの間に斜面に沿って移動した距離を求める｡ 53 (1) 2sincose=sin20 の関係を用いて, 式を整理する。 (3) (1) の式をv について整理し, v が最小になる 0 の条件を求める｡ んの式をもとに tan0の値を導き, sine の値を調べる。 解説 (1) 小球は,鉛直方向には初速度 vosine の鉛直投げ上げと同 じ運動をする。 鉛直上向きを正とし, 小球の飛行時間をt とすると, 鉛直投げ上げの公式y=uot-212912 を用いて, 0=vosin0.t- -1/20120-1(2sine-1/20t) 0=t(v. t=0 なので, t= 2v, sine g 水平方向には、速度 vo cos の等速直線運動をする。 OP間の水平距 離Lは,飛行時間tを用いて, v Coset となるので, L=vocoset=vocose・・ 2v, sine 2v,² sin cos g vosin20 g ….① g (2) 最高点の高さんは, 鉛直投げ上げの公式v=2gy を用いて, 02-(vosine)2=-2gh h= vo² sin²0 2g ...2 (3) (4) 式 ① から, gL と表される。 v は, sin20 = 1, すなわ sin 20 ち, 8=45°(20=90°) のときに最小値 √gL となる。 (5) 式 ②0=45°, vo=√gL を代入して h= (vgL)2 sin245° L 2g 4 (6) 式 ① から, L= 2v 2 sinocose g vo² sin²0 式 ② でん=Hとして, H= 2g 4H H tan 4 tan0= これら2式の辺々を割ると, L L 4H (7) (6)のL,H, 0 の関係は,図のようになり, sin0= √L²+(4H)² Vo = √2gH sin 式 ④を vについて整理して, g(L²+16H²) 8H 0 ●小球の鉛直方向の運動 をもとに飛行時間を出す 54. (水平距離) (初速度の 解 水平成分) × (飛行時間) である。 三角関数の公式 2sinocos0= sin20 を用いている。 ●最高点では,速度の鉛 直成分が0となる。 sin 20 の最大値は1で ある｡ tan を求めるため, 式①で sin 20 に変形す る前のものを用いている。 √L²+(4H)² 4H 0 L 4H 図は, tanθ= L る三角形を示す。 とな

⑵がわかりません。

【4】 下図のように, 軽いつる巻きばねの上端を傾き 0 のなめらかな斜面上に固定し、 他端に質量mの物体を 付けて斜面上に置いたところ, ばねが α だけ伸びてつ りあった。このときの物体の位置を点Aとする。さら に,点Aから斜面にそって αだけ下方の点Bまで物体 を引いて静かに手をはなす。 重力加速度の大きさを g とする。 つりあい の位置 自然の 長さ vooooooo? migsinbel VA なめらかな斜面 50 B mg img cost (1) つる巻きばねのばね定数kを求めなさい。 F=kxより mgsing=ka k=_mg sino mg a sin 0 a (2) 物体がつりあいの位置を通るときの速さを求め なさい。 力学的エネルギー保存則より otimg+/ka²=/mntoto (√ga sine)

(5)なんですが、Qが斜面を離れる時T2＝0ではなぜダメなのですか？

セント 24 〈動く斜面上の糸でつるした小球〉 (2) (4) 加速度運動しているP上で観測すると,Qには重力, 垂直抗力、張力のほかに慣性力がはたらいて、 ている。 ヒント (3) 『Qは斜面にそって上昇する』糸がたるむので糸の張力は0になる (5) Qが斜面から離れる垂直抗力は0になる N P (1) 台Pが静止しているので、小球Qには たらく力は重力、張力、 垂直抗力である (図a)。張力の大きさを T, 垂直抗力の 大きさをNとすると, 小球Qについて、 斜面方向の力のつりあいより mg coso B T=mgsin0 [N] 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N=mg cos 0 (N) (2) 左向きに加速度 α 〔m/s'] で運動する台 P上で観測すると,小球Qには大きさ ma〔N〕 の慣性力が右向きにはたらき, 小球Qは静止している (図b)。 張力の大 きさを T', 垂直抗力の大きさをN' とす ると,小球Qについて, mgsine 斜面方向の力のつりあいより mg cosa T'+macos0=mgsin0 よって T'=mgsino-macos0 [N] mg 図b 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N' =mgcos0+masin0 [N] ※A (3) 小球Qが斜面にそって上昇するとき, 糸がたるんで張力は0になる。 これよ り台Pの加速度がα 〔m/s ] になったとき, 張力の大きさ T' の値 (①式)が 0 になる。 ① 式より gsin0 よって ao= -=gtan 0 [m/s²) cos o N" T' T'=mgsin0-macos0=0 (4) 右向きに加速度6[m/s'] で運動する台 P上で観測すると, 小球Qには大きさ mb〔N〕 の慣性力が左向きにはたらき, 小球Qは静止している (図c)。 張力の大 きさをT", 垂直抗力の大きさをN" と mb sina mbicos A すると, 小球Qについて, 斜面方向の力のつりあいより T"=mgsin0+mb cos 0 [N] mg sin of 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N"+mbsin0=mgcost mg よって N"=mgcos-mbsin0 [N] B (2) (5)小球Qが斜面を離れるとき,垂直抗力は0になる。 これより,台Pの加速度 が bo〔m/s?] になったとき,垂直抗力の大きさ N"の値 (②式) が0になる。 ②式より N"=mgcoso-mbosin0=0 よってbo= gcose g sino - [m/s2] tan 0 mgsin 0 Q mg N'Y Q mb ma masine C TIT. 図 a macose mg coso 図 c 25 (5) 三角 (7) 小 三小小交速 (1) 小 (2) A 別解 慣性系(静止系 から観測すると、小球Qはた 向きに加速度αで等加速度 動をしている。 N'S N' cos 6 1 Tsine T cose N' sin 8 10 Img 水平方向の運動方程式は ma=N'sin0-T'cose 鉛直方向のつりあいの式は mg = N'cos0+T'sin0 この2式より T'=mgsin0-macose [N] N'=mgcos0+masino [N] ←B 別解 慣性系 (静止系 から観測すると小球Qは 向きに加速度で等加速度 動をしている。 T'sin 6 N'' cos O- N" T T'' co N'' sin 10. Img 水平方向の運動方程式は mb=T"cos0-N"sin 鉛直方向のつりあいの式 mg=T"sin0+N"co この2式より T"=mgsin0+mbcos N"=mgcoso-mbsin (3

6の(2)の解説で、どうしてそのような式になるのかは分かったのですが、式変形がなぜこのようになるのかが分からないです。 教えていただけるとありがたいです！

距離を求めよ。 Vo 5. 斜方投射 した。重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 投げ出してから地面に落下するまでの時間を求めよ。 (2) 投げ出した地点から落下地点までの水平距離を求めよ。 (3) 小球の初速 oを変えずに,(2)で求めた水平距離が最大になる投射角0を求めよ また そのときの水平距離を求めよ。 水平な地面から初速 co,投射角0で小球を投げ出 →例題2

画素の問題の⑵でFsinθのFをmg tanθに変形していますが、もし問題でl.gを使ってという指定がなかったら⑴で出したF＝k(lダッシュ−l)という式を使ってもいいんですか？

000000 ヒントすべり始める直前で, 物体は, 最大摩擦力を向心力として豊速円運動どし O 55.円錐振り子●自然の長さ 1 , ばね定数んの軽いばねの 一端を天井に固定し, 他端に質量mのおもりをとりつける。 図のように,天井からの距離が1の水平面内で, おもりを 等速円運動させた。重力加速度の大きさをgとして, 次の 各問に答えよ。 (1) ばねの長さ 1'を, k, 1, m, gを用いて表せ。 (2) 等速円運動の角速度と周期を, 1, gを用いてそれぞ れ表せ。 → ヒント(1)ばねの弾性力の大きさはk(1"-1)であり, この力の鉛直成分と重力がつりあっている。 例題12) ma

⑶の図のNを求める時の質問です。 mgを分解してmgサインθになり、 向心力のm×vの二乗/lsinθも分解してm×vの二乗/l tanθ となりその二つを足せばNになると思ったのですが答えは mgsinθ− m×vの二乗/l tanθ でした。 なぜ引くになるのでしょうか？

ノU m-25ing mg mgsine

斜方投射の問題です。 ↩️のところの式変形？をどうやってやるのかがわかりません。 どなたかおしえてください。🙏

斜面への斜方投射 物理 発展問題 48, 52 発展例題5 図のように、傾斜角0の斜面上の点Oから, 斜面と垂直な 向きに小球を初速 v。で投げ出したところ, 小球は斜面上の 点Pに落下した。重力加速度の大きさをgとして,次の各問 に答えよ。 Vo 4 (1) 小球を投げ出してから,斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 (2) OP 間の距離を求めよ。 指針 重力加速度を斜面に平行な方向と垂 直な方向に分解する。このとき,各方向における 小球の運動は,重力加速度の成分を加速度とする 等加速度直線運動となる。 0=vote- 2 9cosd- 1 'cos0·1 2 0=t Vo 解説 t>0から, 200 t2= (1) 斜面に平行な方向 にx軸,垂直な方向に y軸をとる(図)。重力 加速度のx成分,y成 分は,それぞれ次のよ うに表される。 g cose gsin0 -gcos0 x方向の運動に着目すると,x=→9s 1 -g sin0·t?か x ら,OP間の距離×は, P 1 X= 9 sind-t3=9sine. 2v。 1 g cose x成分:gsin0 y成分:-gcosl 2v° tan0 ッ方向の運動に着目する。小球が斜面から最も はなれるとき,y方向の速度成分 v, が0となる。 求める時間をt,とすると,uy= Vo-gcos0·tの 式から, gcose Q {Point y方向の等加速度直線運動は,折り 返し地点の前後で対称である。y=0からy方 向の最高点に達するまでの時間と,最高点から 再び y=0 に達するまでの時間は等しく, t;=2t,としてもを求めることもできる。 Vo 0=o-gcos0·t gcoso (2) Pは y=0 の点であり,落下するまでの時間 をなとして,y=Uot-5 -g coso·t? の式から,

解説の赤線の部分なのですが、何故高さが0になるのですか？ 教えて下さい。

(北世追人 例題2 〈思考〉 4.台車からの斜方投射 鉛直上向きにy軸をとる。原点Oに静止していた台車が, 時刻t=0 のときに,x軸の正の向きに大きさaの加速度る で等加速度直線運動を始めた。時刻ちにおいて, x 軸と角 時刻0|→ 0をなす向きに,台車に対する速さ voで小球を台車から 発射した。小球の発射による台車への影響はなく,発射後 も,台車は同じ運動を続ける。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 原点0にいる人から見た,発射直後の小球の速度のx成分とy成分を求めよ。 (2) 小球が着地する点のx座標を求めよ。 (3) 小球は着地するときに台車に命中した。tan0を求めよ。 くさ(12. 近畿大 改) ■ 図のように,水平右向きにx軸,完 Vo a 時刻も 0 すさ

解説の赤線の部分なのですが、何故高さが0になるのですか？ 教えて下さい。

(北世追人 例題2 〈思考〉 4.台車からの斜方投射 鉛直上向きにy軸をとる。原点Oに静止していた台車が, 時刻t=0 のときに,x軸の正の向きに大きさaの加速度る で等加速度直線運動を始めた。時刻ちにおいて, x 軸と角 時刻0|→ 0をなす向きに,台車に対する速さ voで小球を台車から 発射した。小球の発射による台車への影響はなく,発射後 も,台車は同じ運動を続ける。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 原点0にいる人から見た,発射直後の小球の速度のx成分とy成分を求めよ。 (2) 小球が着地する点のx座標を求めよ。 (3) 小球は着地するときに台車に命中した。tan0を求めよ。 くさ(12. 近畿大 改) ■ 図のように,水平右向きにx軸,完 Vo a 時刻も 0 すさ