(２)でN＝0が含まれるのはなぜですか？ ※円運動

周期の式「T 基本例題 37 鉛直面内の円運動 図のように、なめらかな斜面と半径rのなめらか な半円筒面が点Aでつながっている。 質量mの小 球を点Aからの高さんの斜面上の点Pで静かには なしたところ、小球は面にそって運動し,最高点B を通過した。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 点Bを通過するときの小球の速さを求めよ。 (2) 点Bを通過するために, hが満たすべき条件を求めよ。 最高点Bで受ける垂直抗力が0以上であれば, 小球は点Bを通過できる。 m-N-mg=0 (1) 点Aを重力による位置エネルギーの 基準とし,点Pと点Bの間で力学的 エネルギー保存則を立てると 0+mgh=/mv²+mg•2r よってv=√2g(h-2r) (2) 点Bで小球が円筒面から受ける垂直 抗力の大きさをNとする。 小球とと もに運動する観測者から見ると, 点 Bにおいて小球には重力, 垂直抗力 遠心力がはたらき, これらがつりあ っている。したがって よって h v² r =m N=m- ・mg 2g(h-2r) r 2h = (27-5) mg mg 60,161 きはどちら (4) この円運動 B V 146 向心 答えよ。 (1) なめら (2) 回転す (3) 水平 (4) 地球 (5) 水平 (1) m. B 0 Y mg N ¡A 14 軽 [ N≧0であれば, 小球は 面を離れずに点Bを通過できる。 したがって N- (24-5) mg≧0 ゆえに 2h

高一物理基礎、3力の釣り合いの問題です。 以下2枚目の問題(1)の解説(1枚目)で、赤全部でT1,T2に½をかけたのは何故ですか？

55.3 力のつりあい 解答 (1) 1:9.8N, 2:9.8N (2) 1:14N, 2:9.8N 指針 物体は重力と, 糸 1,2からそれぞれ張力を 受けて静止しており,それらの力はつりあっている。 これらの力を水平方向と鉛直方向に分解し、各方向で 力のつりあいの式を立てる。 解説 (1) 物体が受ける重 力は, 公式 「W=mg」 から, W=1.0×9.8=9.8N である。 糸 1,2の張力の大 きさをそれぞれ T, T2 とす ると, 物体が受ける力の水平 9.8N 方向と鉛直方向の成分は図のようになる。 直角三角 形の辺の長さの比を利用して,それぞれの分力の大 きさを求めると, T1: Tix=2:√3 2Tx=√3T1 √3 T1x= -T₁ 2 T1: Tiy=2:1 T₁ 2Ty=T1 T₁=T₂ Tix √3 √3T₂ T2 = T₂ T2 T2y= 2 2 TIN Tix=T2x この関係と式②から, T₁ T₁ -+ 2 2 したがって, T1=T2=9.8N Tix 30°M Try Try Ty Tzy 60°60° 60°60° 130° -9.8=0 T=9.8N T₁y = -1/2 12 T T2x= それぞれの方向の力のつりあいの式を立てると, 水平: Tix-T2x=0 …..① 鉛直: Tiy + T2y-9.8=0 式①から, Tex T2 ③ T2x T2 i① 94

2番と3番の解き方を教えてください! よろしくお願いします。

例題 10 摩擦のある斜面上での物体の運動 右図のように、傾きの角30°のあらい斜面上に,質量 14.0kgの物体を静かに置くと、物体は斜面上をすべりお りた。斜面と物体との間の動摩擦係数を0.20 とする。 (1) 物体にはたらく力を矢印で示せ。 (2)物体にはたらく動摩擦力の大きさはいくらか。 (3) 物体の加速度の大きさはいくらか。 SP 運動方程式の立て方・解き方 ① 着目する物体を決める。 (2 着目する物体にはたらく力をすべて描く。 座標軸を決める(一直線上の運動の場合, 物体が運動する向きをx軸の正の向き, それに垂直な方向を軸とするとよい)。 ④力の矢印をx軸方向, y 軸方向に分解する。 ⑤ 物体が加速度運動をするときは,運動方 程式を立てる (静止または等速直線運動の 場合は力のつり合いの式を立てる)。 (4 6 すべての物体について立てた式を連立方 程式として解いて, 力や加速度を求める。 センサー 13 動摩擦力F'=μ'N は物体 の運動する向きと逆向きに はたらく。 物理の問題には独特の表現が用いられる場合があるので ④ センサー 14 力を互いに垂直で適当な2 方向に分解して, それぞれの 方向で運動方程式を立てる。 センサー 15 運動する向きを正の向きと して, 仮に加速度を正の向 きに書き込む。 図を見なが ら、物体の運動方向にはた らく力のすべてに正負をつ けて, その合力を求め, 運 動方程式を立てる。 ①② 20 y 例傾きの角のなめらかな斜面上に置 かれた質量mの物体の運動 3 mgsinoy N 解答 (1) 物体にはたらく力は, 斜面からの垂直抗力と動摩擦 力, および重力である。 これ らを描くと、右図のように なる。 (2) 物体にはたらく力を,斜面 に平行な方向と斜面に垂直な 方向に分解する。 斜面に垂直 な方向の力のつり合いより, 垂直抗力の大きさをN〔N〕 と すると, mg mgcoso 130° >>46 130° 2 130° 垂直抗力 慣れよう。 mg 軸方向には力 のつり合いの式 y ma=mgsine ⑥ 力と加速度がわかると,さらに等加 速度直線運動の式を利用して, 位置. 速度時間を求めることもできる｡ 47 48 N-mgcose = 0 x軸方向には運 動方程式 N 重力 1309 動摩擦 4.0×9.8N N=4.0×9.8cos30° F = pl ・動摩擦力の大きさをF'とすると, F' = 0.20 N したがって, F'=0.20×4.0×9.8cos30°=6.7816≒ 6.8[N]) (3) 物体の斜面に平行な方向の運動方程式は、 斜面に沿って 向きを正として, 加速度の大きさを α 〔m/s-〕 とすると, 4.0a=4.0×9.8 sin 30° - 6.78 ゆえに, a = 3.205≒3.2 [m/s ]

ex2で質問です。 なぜvblはEを変えて電流が逆流することはないのですか？

(別解) 抵抗Rを見てみる。 bからaへ電流が流れている。 だから b が高電位。 bとQ,aとPの電位はそれぞれ等しい。 よってQが高電位 (3) PQ は等速度で動いているから、 力のつり合いが成りたつ。 電磁力は左向き に働くから、外力は同じ大きさで右向きである。 100 電磁気 B212 ∴. P=Fu=(UBI) 外力F=電磁力IBl= R R (別解) エネルギー保存則よりPはジュール熱に等しい(外力の仕事分だけジュー ル熱が発生する)。 電磁誘導ではエネルギー保存則にも気を配りたい。 以上をファラデーで考えると, PQba がコイルで, Bは一定だが面積Sが増していくため下向きに貫く磁 束が増す。 そこで上向きの磁場をつくる向き, すなわ ちP→Qの向きに電流を流そうとする (事実, 回路が 閉じているので流れる。) 4t の間の磁束の増加は右図 の斜線部に等しく, 4Φ=B×W4t V=40/4t=vBl A EX2 EX1に続いて, ab間にRの抵抗と起 電力Eの電池をつなぎ, スイッチを付 ける。 PQ をレール上で静止させた状態 でスイッチを入れる。 外力は加えない。 (1) PQ の速さがぁになったときの電流 Iを求めよ。 (2) 十分に時間がたったときのPQの速さを求めよ。 E b a a 67 EX1で導体棒 PQ がぁの抵抗をもつ場合の電流Iと,Pに対するQの電位 を求めよ。 High レールがなくてPQだけが磁場中を動いているとしよう。 コイルにあたる部分がないのにどうしてファラデーを適用 していくかというと、上のようなレールを仮想的に敷いて 考えればよい。 右の図のように右側にコイルを仮想して考 えてもよい。このようにファラデーには融通無碍な所がある。 P ゆうづうむげ ↑何ものにもとらわれなく自由 Quat B P Q V ひ 17² P 40 B 減少 右向きに電磁力を受け動き出す。 EX1 と同様, PQ を電池に PA 石巻替えると右の図になる。キルヒホッフの法則より E-Bl=RI 1. I=E-VBI R はQPの向き,このように電池があると必ずしも 誘導起電力の向きに「が流れるわけではないことにも注意。 (2) QからPへ流れる電流による右向きの電磁力が を増していく。 やがてBがEに等しくなると上の式よ りは0となる。 すると電磁力も消え, PQは等速度運動 に入る。又、十分時間が立っと電流は流れないと考えられる。 P61 v₁ Bl=Ev₁=₁ BlがEを超えて電流が逆流することはない。 I,”の時間変化は右のようになる。 電磁誘導は現象の進行を妨げる E R 第8位 ngs ちょっと一言 EX1や2で,もし, PQ の長 さがレールをはみ出していたとしても 答えは何も変わらない。 確かにPQ間 の誘導起電力はBLあるが、 回路と して役に立っている部分は Blだけ だし, はみ出し部分には電流が流れな いので電磁力もIBIでよい。 B やがては等速 等速度は力のつり合い V₂ P I 68 辺の長さ a, bの長方形コイルを一定の速さで 幅2αの磁場(磁束密度Bで手前向き)を横切らせる。 コイルの抵抗をR, 辺PQ が磁場に達したときを t=0 とする。 次のグラフを描け。 (1) 電流の時間変化 (PQの向きを正) (2) コイルを引く外力Fの時間変化 (右向きを正) 101 Q Q V 11 BL P V Q Jp P VI 1Q

電流の問題です。 図を描き直さなければならないと思うのですが、 やり方がわかりません。 よろしくお願いします。

【問題5】 (1) (2) (3) (4) I を用いた式 11.13 を用いた式 I1 2 7 51₁ 7I1+2I3 [A] 12 [VⅤ] 12.13を用いた式 I2I3を用いた式 1.5 (5) [A] 13 80 612 + 213 1212-613 0.5 [A] [μC]

慣性力苦手分野です。 maにマイナスはなぜつくのでしょうか、、そこの部分から分かりませんお願いします🙇‍♂️

例題 14 慣性力 (2②) 図のように,水平に等加速度直線運動 をする電車の中で, 天井から質量 m [kg]のおもりをつるした軽いひもが 鉛直に対して0傾いて静止していた。 このとき,ひもがおもりを引く力の大 きさ S〔N〕, および, 地上から見た電 車の加速度の大きさa [m/s2] をそれぞれ求めよ。 重力加速度の大きさを 解 電車内の人から見た立場で考えると, おもりには, 重力 mg ひもが引く力 慣性力の3力が はたらき,これらがつりあって静止しているよう に見える。 地上の人から見た電車の加速度をaとすると }=-maである。よって, 水平方向,鉛直方向 530 の力のつりあいの式は次のようになる。 水平方向 : Ssine-ma=0 鉛直方向 : Scos- mg = 0 [*]g[m/s²] 23. 1.053MO**26* 361 ②式より S = m mg cos o これを①式に代入して整理すると Ssin mgsino m mcosa 地上に静止している人の立場で考えると もりには,重力mgとひもが引く力がは たらき,おもりはこの合力によって水平方向 に加速度で運動しているように見える。 よって, 運動方程式は ma = mg+5 となる。これを水平方向, 鉛直方向について それぞれ書くと -[N] 25 J a= ① ② 水平方向 : ma=Ssino 鉛直方向 : 0 = Scost-mg これを解くと,上と同じ答えが得られる。 735 Scose 7=-ma = gtan 0 [m/s²] BARC to Scos e Extan F 0 I IME mg 加速度の 向き 0 KRY Ssin 0 mg S sin

(3)が分かりません。 教えてください！！

mal 90 あらい斜面上のつりあいと運動 傾きの角が 0 のあらい斜面上に質量mの物体Aを置き, Aに結んだ糸 で、図のように, なめらかな滑車を通して質量Mの物体 Bをつるす。 Aと斜面との間の静止摩擦係数をμ,動摩 擦係数をμ',重力加速度の大きさをgとして,以下の問 いに答えよ。 ただし, tan0 >μ とする。 (1) B の質量 M が M より小さいと, Aは斜面下方にすべりだす。 M1 を m, μ, 0 を用 いて表せ。 0 A m B M _2) B の質量MがM2 より大きいと, Aは斜面上方にすべりだす。 M2 を m, μ,0を用 いて表せ。 3) 次に, B のかわりに質量M(M2) の物体Cをつるしたら, Cは一定の加速度で降下 した。 Cの加速度の大きさαをm, M3, g, μ', 0 を用いて表せ。 [MT [熊本大 改] 78,79,80, 81,8

力学的エネルギー保存則を使う問題で、(5)で最高点での速度が水平方向にしかかかっていないと思い、vcosαでやろうと思ったのですが、答えが合いませんでした。 どう考えればいいのでしょうか？ よろしくお願いします

簡明で ってい 訓を使 「重 =] 第二問 ( 30点) 図1-1のような発射台から,図 1-2に示す操作によって、体積を無視できる質量 m[kg]の 小物体を打ち出す場合を考える。斜面は水平面に対して角度d[rad] だけ傾いている。重力加 速度の大きさは [m/s]である。 ばねは質量が無視でき, ばね定数は [N/m] である。 図1-1 に示すように,自然長のばねと小物体が接するときの小物体の位置を A, 小物体が打ち出さ れるときの位置をBとし、位置Aと位置Bの間の距離を4 [m]とする。 なお, 空気抵抗は無視 できるものとする。 ばね (自然長) 小物体 futur 斜面 wwww.. 10 1 位置 A lo 水平面 図1-1 図 1-2 位置B P はじめに,図 1-2の左図に示すように, 小物体が斜面上の位置Aから距離 [m]の位置に くるように、指でばねを押し縮めた。 (1) この状態で, ばねが有する弾性エネルギーを求めよ。 次に, 小物体から指を離すと, 小物体は斜面を登る向きに運動して, ばねから離れた。 (2) ばねを離れた直後の速度を求めよ。 (3) 小物体が位置 B に達するために必要なんの条件を求めなさい。 (4) 小物体が位置Bを通過するときの, 小物体の速さ vを求めよ。 (5) 小物体は位置 B で斜面から離れた。 物体が到達する最高点を、位置Aからの高さで表 せ(vを用いてよい)。

こちらの(2)についてです。答えは以下の通りなのですが、なぜ加速度を求める際に使用する式が「ma＝F」ではなく「ma＝F−mg」でなければいけないのですか？？教えていただきたいです。

100. 気球の運動 質量 60kg の気球が, 鉛直上向きの加速度 0.20m/s² で上昇している。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 として,次の各問に答えよ。 (1) 気球が受けている浮力の大きさは何Nか。 (2) 気球に積んだ荷物を10kg 捨てると 気球の上向きの加速度はいくらになるか。 た だし 荷物を捨てても気球が受ける浮力は変わらないとする。

こちらの(2)についてです。答えは以下の通りなのですが、なぜ加速度を求める際に使用する式が「ma＝F」ではなく「ma＝F−mg」でなければいけないのですか？？教えていただきたいです。

100. 気球の運動 質量 60kg の気球が, 鉛直上向きの加速度 0.20m/s² で上昇している。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 として,次の各問に答えよ。 (1) 気球が受けている浮力の大きさは何Nか。 (2) 気球に積んだ荷物を10kg 捨てると 気球の上向きの加速度はいくらになるか。 た だし 荷物を捨てても気球が受ける浮力は変わらないとする。