（2）では、なぜSsinθ＝mgtanθとなるのですか？ mgtanθとは何の力ですか？教えてください🙏

基本例題28 円錐振り子 図のように,長さの糸の一端を固定し、他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。 糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には、おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として, 水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1) では,鉛直方向の力のつりあいの式, (2) では、円の中心方向 (半径方向)の運動方程式を立 てる。なお、円運動の半径はUsinoである。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scos0=mg 7 S Scoso 10_ Ssine Img S=mg coso (2)糸の張力の水平成分 Ssind=mgtan0が向 心力となる。 運動方程式 mrw²Fから, |基本問題 203, 204,205 m (Usind) w2=mgtand 2π W 周期T は,T= =2π 00 Sano @= BEN l cos 0 g Scooso Icose 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって みえる力のつりあ いの式を立てると, Ssin0=mgtan O (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (l sine) w²-mg tan0=0 m mig... g DS PIOS US m (Isin) w² S mg Q Poin 《Point 向心力は,重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく, 円運動を生じさせる 原因となる力の総称で、 常に円の中心を向く。 第Ⅱ章力学Ⅱ 3

ばねの弾性力の問題です。①、②の式を立てた後の計算方法を教えてください🙇🏻‍♀️

軽いつる巻きばねの一端を天井に固定し、他端に質量 2.0kg 29. 弾性力 のおもりAをつるしたら長さが0.38mになり, 質量 3.0kgのおもりBをつるし したら長さが0.45mになった。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 ばねの自 然の長さは何mか。 また, ばね定数んは何N/m か。 第3章力のつりあい 27 ) 0.38m A m m m m m m m m m 0.45m lll l l l l l l l l B O

名問の森の質問です！ ？のところのV1とV2の向きがなぜそうなるか分からないので教えて下さい！

122 電磁気 38 電磁誘導 十分に長い直線導線Lがy軸上 にあり, 1辺の長さ2aの正方形コ イル ABCD が 辺ABをx軸上に, 辺BC を軸に平行にして置かれて いる。 コイルの電気抵抗は R で, コ イルの位置は辺ABの中点Mの座 標xで表す。 装置は真空中に置かれ, 真空の透磁率 μlo とする。 コイルの 自己誘導は無視する。 Foll 導線L に+yの向きに一定電流Iを流し,コイルを一定の速さ で,xy平面上,x軸に沿って導線から遠ざける。コイルがx(a)の 位置を通過するときについて, (1) L による,点A,B での磁場の強さ H1, H2 をそれぞれ求めよ。 (2) コイル全体での誘導起電力の向き (時計回りか反時計回りか)と大 きさVを次の2つの方法で求めよ。 Level (1)★★ (2) (a)★ (b)★ (3)★ Point & Hint 電磁誘導は一般にはファラデーの電磁誘導 の法則に従っている 0 (2) (b) 微小時間⊿tの間の磁束の変化⊿のを調 べる。 といっても, コイルを貫く磁束のはコイ ル内の磁場が一様ではないので(積分しない限 り) 計算できない。 そこで, 変化した部分だけ に目を向ける。 近似の見方も必要。 L D A -2a- M C B (a) 1つ1つの辺に生じる誘導起電力を調べる。 (b) コイルを貫く磁束の変化を調べる。 (3) x=2aのとき, コイルに加えている外力の向きと大きさを求め よ。 (九州大+お茶の水女子大) -V Base 電磁誘導の法則 磁束① = BS V=-N40 4t 一面積S N巻きコイル ※マイナスは磁束の変化を 妨げる向きに誘導起電力 が生じることを表す。 LECTURE (1) A,Bでの磁場は ? I H₁ = 2π (x− a) 2π (x+a) (2a) 直線電流Ⅰのつくる磁場は紙面の裏へ の向きとなり、磁力線を切って進む AD と BCで誘導起電力 V1, V2が図の向きに発生 している。公式V=vBlより V₁ = vμoH₁.2a V2= vμoH22a 2つの起電力が逆向きとなっていることと, H>Hより全体の起電 力は時計回りで (b)微小時間tの間にコイルはx=v4t だ け動き,右の赤色部分で磁束を402 増やし、 灰色部分で4の減らす。 そこで,磁束の変化 40は H2= 40= 40₂ 40₁ =μoH22a4xμoHi・2a4x 2μo lav π (x²-a²) At 符号マイナスは磁束の減少を表している (H) > H2 より定性的にも明らか)。 よっ て, 誘導起電力の向きは、父の向きの磁場 を生じるようにコイルに電流を流す向きで あり、時計回りと決まる。 40=2μoIav V = π (x² - a²) 4t V=V1-V2=2μova (H1-H2)= 2μo Iav π (x²-a²) (3) x=2a より V= 2μo Iv であり、誘導電流 3π えは時計回りに流れ, オームの法則より i = R 38 電磁誘導 2μo Iv 3πR V₁ H₁ v A -x+a H₁ 4x F D 123 H 2 V i V2 A ⊿xは微小なので ③ 磁場はHやHで 一定としてよい。 B H2 4x C i F2 B Iとの向きから, ③ F は引力, F2は反 発力と決めてもよい。

(1)は回答の木片は～から分かりません。 (3)もお願いします🙇‍♀️⤵️

\ 69. 浮力 図のように、密度が p1, 一片の長さがαである一様な立方体の木片を,水 水深2lの水槽の底に固定された長さの軽い糸につけて上面を水平にして沈ませ静止 させた。 1はαに比べて十分大きいとする。 また, 水の密度を ρ2 とすると, p1 <pz であ る。 重力加速度の大きさをgとし, 次の問いに答えよ。 (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 糸を切ると, 木片は浮く。 木片の上面が水平になって静止したとき, 木片が水面より も出ている部分の高さを求めよ。 *Ha 糸 a 21 [19 兵庫医大 ]

物理基礎です。(2)と(3)教えて下さい。よろしくお願いします🙇

58 第1編 運動とエネルギー 68. 動く板上での物体の運動 図に示すように水平で なめらかな床の上に質量2mの板状の物体Aをおき, さらに,A の上に質量mの物体Bをのせる。 AとBとの間には摩擦があり, 床 静止摩擦係数をμ,動摩擦係数を μ′ とする。Aにひもを取りつけ, 水平な力を図の右向きに加えて引っ張り続け るときの A,B の運動を考える。重力加速度の大きさをgとし,右向きを正とする。また、床やAの水平方向の 長さは十分長いとして,次の問いに答えよ。 (1) 加える力の大きさが一定でFであるとき, BはAの上ですべらずに, A,Bは一体となって運動した。ただし, A, B は静かに動きはじめたとする。 (a) A, B の加速度の大きさを求めよ。 (b) AとBとの間にはたらいている摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 加える力の大きさFをゆっくり増加させると, AとBとの間ですべりが生じ, A, B は別々に運動を始めた。 A,Bが別々に運動を始める瞬間のFの値F を求めよ。 (3) F を F より大きい一定値に保って, A を水平右向きに引っ張り続けた。 (a) B が A から受ける動摩擦力の大きさと向きを求めよ。 (b) A,B の加速度の大きさを求めよ。 B リード C ひも F 〔福井 大西

物理基礎、斜面上の運動の問題です （2）がわかりません 加速度が下方にはたらいているから、下方の力のほうがTより大きいと思って 5.0×9.8×1/2 − T をしたのですが、逆だったようなので理由を教えて欲しいです🙇‍♀️

NUTS $XOREO#OR LA (1) 42. 斜面上の運動 傾きの角が30° のなめらかな斜面上に質量 えて、物体を引き上げたり下ろしたりした。 重力加速度の大きさを 5.0kgの物体を置き, これに糸をつけ, 斜面に平行に上向きの力を加gle 9.8m/s²とする。 (1) 糸の張力の大きさが40Nのとき, 物体の加速度αはどの向きに何 大 m/s2 か。 (2) 物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Tは何 N か。 2 おから 30° 例題18

良問の風42(5) 放物運動でも解けると思うのですが、答えが合いません。どこを間違えているのか教えてください🙇‍♀️

10/2 必要な初速uを求めよ。 (名古屋大 + 神戸大) 42* 次の空欄に適切な数式や数値を入れ よ。 重力加速度の大きさをgとし, 答えに用いてよい文字は, m, g, a, とする｡ 半径αの滑らかな半円柱が図のよう に水平面上に置かれている。 質量mの小球を最高点Aに静かに置いた ところ,小球は円柱面を滑りはじめた。この小球がP点(∠AOP=8)に 達したときの速さは (1) であり,小球が円柱面を押す力は (2) である。 cv やがて小球は円柱面を離れる。 このときの cos の値cos e。 は (3) であり, 小球は速さ v = (4) で円柱面を離れ、水平面上のQ点に落 ちる。 小球がQ点に到達するときの速さはv= (5) となる。 (北海道大) ✓ A P 100

（1）の問題です。どうして①②の式どうしを割るのですか？

[リード C 29. 弾性力 軽いつる巻きばねの一端を天井に固定し、他端に質量 2.0kg のおもりAをつるしたら長さが0.38mになり, 質量 3.0kgのおもりBをつるし たら長さが 0.45mになった。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 ばねの自 0.38m 然の長さ lは何mか。 また, ばね定数k は何 N/m か。 第3章力のつりあい A 20000000000円 0.45m B 27 lllllllllll

物理の問題です。 ① 緑の四角：引き算する順番はありますか？例えばおもりBだったら、mg-t=0でも大丈夫ですか？ ② 赤の上までは分かるのですが、その次の矢印で、ＭgがどうしてＭになって、しまうのですか？ よろしくお願いします。

14 第3章力のつりあい 37. Point! 物体AとおもりBについてつりあい の式を立てる。 斜面上の物体Aについては,斜 面方向と斜面に垂直な方向に分けて考える。 物体Aの質量を M=0.20kg, おもりBの質量を m 〔kg〕,重力加速度の大きさをg=9.8m/s?, 糸が引くカ の大きさを T [N] とおく。 斜面に平行にx軸、垂直に y軸 をとる。 よって Wx=Mg × T-mg=0 物体A: Mg 解法 1 物体Aにはたらく重力 Mg の x成分を Wx, y成分 をW, とする。 直角三角形の辺の長さの比より Wx: Mg=1:2 Wy: Mg=√3:2 よって Wy=Mg × 1 x√3 ① ② 式より N We 130° よって このとき つりあいの式は次のようになる。 おもり B: x軸方向 WxT=0 y軸方向 N-Wy=0 m=Mx ③式より x=1/12 mg=T=Wx=Mgx- 2 い [130 [%]]] T-mg=0 物体A : x 1/2/3=0 √√3 N=Wy=Mgײ 2 W, -= 0.20× ④ ⑤ ⑥ 式より 1/12 = 0.20×9.8×1 =1.7N 解法2] それぞれの方向の力のつりあいより おもり B: m=Msin30°=0.10kg N=Mgcos30°≒1.7N T Img = 0.10kg /3 x 軸方向 Mgsin30°-T=0 y軸方向 N-Mgcos30°= 0 ...... ② 補足 1 W₂ ②②30° Mg w

斜方投射が水平方向と鉛直方向に分けて計算することは分かっています。 写真の2枚目の質問を見ていただけると幸いです。 よろしくお願いします。

22 運動とエネルギー 例題 12 斜方投射 地上から水平より 30°上向きに、初速度20m/sで小球を投げ上げた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 第1編 (1) 初速度の水平成分 Vox, 鉛直成分 Voy を求めよ。 (2) 最高点に達するまでの時間 [s] と、最高点の高さん [m] を求めよ。 (3)再び地上にもどるまでの時間 t [s] と, 水平到達距離 x [m] を求めよ。 よって Voy = 20×12 -=10m/s Vox = 20 cos 30° Voy=20sin 30° からも導ける。 (2) 鉛直投げ上げの式 「v=vo-gt」 をy成分について立 てると, 最高点では vy=0 より 0=10-9.8t 「v-vo²=-2gy」 より 02-102=-2×9.8×h 100 2×9.8 -=5.10...≒5.1m 20: Voy=2:1 解法2 解法2-20053 指針 投げた点から水平 (x) 方向に等速直線運動, 鉛直上 (y) 向きに加速度 -g の等加速度運動をする。最高点 (y=0 の点) を境に上りと下りが対称になることに注目する。 解答 (1) 解法1 直角三角形の辺の長さの比より 20:vox=2:√3 /3 よって Vox=20× =10√3=10×1.73=17.3≒17m/s 2 h=- t=1.02･･･≒1.0s 26 y [POINT 10m/s 20m/s 2 解説動画 30°ⓘ① 3 17 m/s 最高点 (vy=0) ロロ 斜方投射 水平方向 : 等速直線運動 鉛直方向 : 鉛直投射 等 HUN CITIN 1 (3) 対称性よりt=2=2.04≒2.0s x 方向には等速直線運動をするから 「x=vt｣ より x=17.3×2.04=35.2.≒35m a 1) 2) 3) ↓-94) 5) b