なぜ、Ncは内側に向かっての矢印なんですか？

必解 47. <鉛直面内の円運動〉 図1に示すように、 大きさを無視できる質量 mの小球が,高さんの地点から初速度 0 でレー ル上をなめらかにすべり下り,鉛直面内にある 半径1の円軌道上を運動する。 重力加速度の大 きさを とする。 また, レールの太さ, レール との摩擦,空気抵抗は無視できるものとする。 次の(1)~(3)について,g,h, rのうち必要な記 号を用いて答えよ。 (1)最初に点Aを通過するときの小球の速さを求めよ。 m D B 図1 A (2) 小球がレールにそって点 B, C, D を通過して、 再び点Aになめらかに到達した。このと き,円軌道の最高点Cにおける小球の速さを求めよ。 (3)小球がレールから離れずに,円軌道を1周するために必要な高さんの最小値を求めよ。 次に,小球が円運動中にレール上から離れる 場合,すなわち, 高さんくん とした場合の運 動を考える。このとき図2のように, 小球は点 Eにおいて円軌道から離れ,レールとは衝突せ ずに放物運動を続ける。 そのときのなす角を 80°<890°) とする。 次の(4)~(6)について, 9,0のうち必要な記号を用いて答えよ。 C D ・B 図2 A

有効数字を考慮して180km/hの単位をm/sに変えろという問題です。 5.00×10m/sではバツですかね、 有効数字といえば○.○○… ×10^○みたいに表すものだと勝手に思っているのですが… 答えでは50.0m/sとなっています。 解説してくださると嬉しいです…！

(7)1km = 10°m,1h=3600s であるので, 180 km/h = 180 × 103 m 3600 s = 50.0 m/s

青線の所がよく分からないのですがどなたか解説お願いします🙇‍♂️

チェック問題 1 鉛直投げ上げ運動 3分 右図のように, ボールを真上に初速度 39.2m/sで投げ上げた。 軸 x[m] g=9.8m/s2 重力加速度を9.8m/s2とする。 次の値を 求めよ。 ひ。 =39.2m/s (1) 時刻 t 〔s]での速度v [m/s]と座標 x [m] 0m t=0s (2) 最高点の時刻t]〔s〕 と座標 x] 〔m〕 (3)投げたところに再び戻る時刻 〔S〕 解説 (1)《等加速度運動の解法》 (p.21)で解く。 Step 1 x 軸はすでに与えられている(原点は地面, 上向き正)。 Step 2 初期位置 Xo 0 初速度 39.2 加速度 a -9.8 軸の向きで加速度の符号 が決まるので,はっきり させる必要があるんだ。 軸の正と逆向き Step3 等速度運動の [公式ア (p.17,18) より, 軸x v=39.2+(-9.8)t… ① 谷 最高点で, 谷 v=0 t=t₁ 1 x=0+39.2t+= (-9.8)t... ② 2 xはあくまでも座標だよ! 移動距離じゃないよ。 (2) 最高点とは,上下方向の運動が一瞬止まる点なの で,①の式にv=0, t=hを代入して, 39.2-9.8t=0 したがって, 左=4s.... | また,このときの座標 x=x1 は,②式より, x=39.2×4-4.9×42=78.4m... 答 (3) 戻るとは座標 x=0にくることなので, ②式より, 0=39.2tz-4.9×2=0 は除外 X1 よって, t=8s･･････笞 別解 対称性より,た=2xt=2×4=8s･････簪 0 -t=t₂ 戻るとき, x=0

（2） 力学的エネルギーの変化量を考えるとき、動摩擦力による仕事は考えなくていいんですか？

第1章力学 問題 18 仕事と力学的エネルギー ② ばね定数k (N/m) の軽いばねの一端に,質 量m(kg) のおもりAをつけたばね振り子が ある。このばね振り子をあらく水平な床面上 物理基礎 公式 A U = 11/√ kx² 100000000 năm Q 0 -31 P IC 5/ 置き ばねの他端を固定する。 ばねが自然長のときのAの位置を原点と する。 図のように, Aを原点Oから点P(x=5/〔m))まで引っ張って、静か にはなした。Aは左向きに運動し始め、点を通過した。 その後、x=-31 (m) の点Qで静止した。 床面とAとの間の動摩擦係数をμとし、重力加速度 の大きさをg(m/s) とする。 (I)Aが点PからQまで運動する間に、動摩擦力のする仕事 W (N・m) を求 めよ。 Aが点PからQまで運動するときの, Aの力学的エネルギーの変化量 ⊿E (J) を求めよ。 (3) ⊿E = Wが成り立つことを用いて, μを求めよ。 弾性力による位置エネルギー(弾性エネルギー) U (J) (k (N/m): ばね定数 〔m〕: 伸び縮み) (I) おもりAにはたらく動摩擦力の大きさはμmg 〔N〕でPからQまでの移動 距離は8/〔m〕 である。 よって, 求める仕事 W [N·m〕 は, W=-μmg818μmgl (N・m〕 (2) 求めるのは「力学的エネルギーの変化量」なので、 おもりAの運動エネル ギーと位置エネルギーの和の変化量を考える。 Aは水平方向に運動しているので, 高さが変化しておらず重力による位置 エネルギーは考えなくてよい。 また, 点P, 点Qは自然長(原点O)からずれ た位置なので,点P, 点Qにおいて, Aは弾性力による位置エネルギーをもつ。 点P,Qにおける, 弾性力による位置エネルギー Up, UQ[J] は, それぞれ, 〈千葉工業大 〉 Up = =1/21k(50)2-252k2 =/( 9 U₁ = ½k (31)²=kl² 2 (解説) ばねが自然長から伸びたり縮んだりしているとき, ばねの両端 には自然長に戻ろうとする向きに力が生じる。 この力を弾性力 点Pでは 「静かにはなし」 点Qでは 「静止した」 ので, それぞれの点で速 さは0.すなわち, 運動エネルギーKP, Ko〔J〕 も0になる。 よって という。 4E = 0 + 25 0+ -kl² 2 == 8kl² (J] 変化後KQ+ UQ 変化前 K + Up 公式 弾性力の大きさF(N) F=kx (k(N/m〕: ばね定数 〔m〕: 伸び縮み) (3) ⊿E = Wより ※ 弾性力の向きは, 自然長に戻ろうとする向き。 - 8kl² == -8umgl よって, μ = kl mg F ⇒縮みx, 弾性力F,=kx, 弾性エネルギー U22kx2 自然長⇒弾性力0, 弾性エネルギー 0 X1 X2 mmmm 000000 F2 ⇒ 伸びzy→弾性力Fy=kx, 弾性エネルギー U2=1/2k2 自然長 注 ここで, p.39 公式 力学的エネルギーと仕事の関係と p.37 公式 運動エネル ギーと仕事の関係の違いを、しっかりとおさえておこう。 保存力である重力 弾性力について, 位置エネルギーを考えるのが 「力学的エ ネルギーと仕事の関係」 であり, 仕事を考えるのが 「運動エネルギーと仕事の関 「係」である。 1つの式の中で、重力 弾性力の位置エネルギーと仕事を同時に考え こることはない! た, ばねは伸びたり縮んだりしているとき, 弾性エネルギーを蓄えている。 エネルギーは弾性力による位置エネルギーともいう。 kl (1) W = -8μmgl〔N・m〕 (2)4E = - 8kl[J] (3)μ= mg 4. 仕事とエネルギー 41

（3)のⅰで縦波に戻すには時計回りに回転させるのかと思っていたのですが、それだと答えが全て逆向きの矢印になってしまいます。どのように考えたら良いでしょうか...？教えて頂きたいです。

音速には (1) で求めた値を用いよ (3)上の実験で大きな音が聞こえるのは,管内に定常波ができ, 管口近くの空気の振幅が最大となり、そ れが音源となって空気中を伝わるからである.この定常波について考える.図1には,共鳴しているあ る瞬間の各位置での空気の変位を実線で描いてある. ただし, 空気の上方への変位を縦の一点鎖線の右 方向へ, 空気の下方への変位を左方向に表している. (i) この瞬間において, 管内に印をつけてある位置の空気の変位を,→ 印を使って図2に示せなお、各位置の変位の向きは矢印の向きで,各 位置の変位の大きさは矢印の長さの違いとして示せ. ただし, 矢印の長 さは,各位置の変位の相対的な大きさが分かるように適当に定めよ. (ii) (i) から半周期後の空気の変位を破線で図1に記入せよ. (iii) (i) (ii) の状態における空気の密度の差の絶対値が最大となる点 をA〜Gからすべて選び, 最大となる理由を説明せよ. 変位 ・A ・B *C ガラス管 APE FC2 B C D E F面1 水図 ・E 水面 水面 図2

⑶ 小物体が台車の上を滑っていた時間を求めるのに、なぜ小物体ではなく台車について考えたら答えが出てくるんですか？💦 苦手すぎて全くわかりません🙇

必解 40. <動く台車に乗る物体> 小物体 m Vo 台車, M m 台車, M 図のように, 水平面を右向きに速度 ひで運動していた質量mの小物体が 上面が水平面と同じ高さの台車に乗り 移ると,台車は右向きに動きだした。 小物体は台車の上で1だけすべり,その後は台車と一体となって水平面を右向きに速度 V で運動した。台車の質量はMで,台車と床の間には摩擦ははたらかず, 小物体と台車の間の 動摩擦係数はμ′である。また右向きを正,重力加速度の大きさをgとする。 (1) 小物体が台車の上をすべっているときの小物体および台車の床に対する加速度をそれぞ れ求めよ。 (2) 速度 VをM,m, vo を用いて表せ。 (3)小物体が台車の上をすべっていた時間 t を g, μ'′, V, M, mを用いて表せ。

物理の力学についてです。 張力が働くか、働かないかわかりません。 下の図で赤矢印の方向に張力は働かないのですか？ 糸の両側から働くのではないのでしょうか？

T C a at 4 % A m TTITLE B 糸 AM tim

教えてください！

x軸上を一定の速さv=5[m/s] で正の向きに進む物体が, 時刻 t = 0[s] に 位置x=10[m]を通過し、一定の大きさの加速度 2[m/s]でx軸の正の向きに 「加速し始めた。 (3/15) 時刻t=5[s] のとき, 物体は速さv= (i) [m/s] で正の向きに運動し、 位置x = (ii) [m] に達する。 1 1. (i) 10. (ii) 20 2. (i) 10, (ii) 30 3. (i) 15. (ii) 40 4. (i) 15, (ii) 60 5. (i) 15. (ii) 80 8

（4）の答えで理屈上考えて答えは出せるのですが計算で運動方程式等を用いて計算で求める方法はありますか？教えて頂きたいです。

練習問題 117. (運動エネルギー,重力の位置エネルギー) 図1のように,一端に質量 m の小球 A,他端に質量M (M> m) の小球 B をつけた軽い糸が,天井からつるされた軽い定滑車にかけられている.A は 水平な床に接し,Bは床からんの高さに保持されて,糸はたるみのない状態 になっている.いま, B を静かに離すとBは下降をはじめ,んだけ下がって 床と衝突する.重力加速度の大きさを g として,以下の問に答えよ. (1)Bが下りはじめて床と衝突する直前までの間に、AとBの位置エネル ギーの和はいくら減少するか.m,M,g およびんを用いて表せ. (2)床に衝突する直前のBの速さを” とする. Bが下がりはじめて床と衝 突する直前までの間に, AとBの運動エネルギーの和はいくら増加する か. m, M および を用いて表せ. (3) vm, Mg およびんを用いて表せ. ついで,新たに摩擦なく回転できる軽い動滑車を用いて図2のよう にAとBをつなぎなおした. 糸がたるみのない状態で B を床からん の高さに保持し, 静かに手を離す. (4) Aが上昇し, Bが下降するための条件を求めよ. を放す (5)Bが下降するとして, B が床に衝突する直前の速さを V とする. Vをm, M, g およびんを用いて表せ. B A m ア のさ A M 図 1 m B M h 図2

発電所から送電線に送り出される交流の電圧をv、電流をIとすると，その電力は(ア)と表される。 送電線の抵抗値がRであるとき，送電線で消費される電力は，(イ)となる。したがって，同じ電力量を送るとき，送電線での電力損失を小さくするには，発電所で変圧器を使い。電圧を(ウ)して送... 続きを読む

発電所では,発電機で発生した電圧を変圧器で数十 万Vに昇圧している。 発電所の供給電力を P, 送電 線で単位時間当たりに発生するジュール熱をとす ると,電力の公式 「P=IV=IR」 より,発電所の供 給電力Pは P=IV 送電線で単位時間に発生するジュール熱」は p=rR したがって,ジュール熱による電力損失を減らすた めには,電流Iを小さくすればよい。 I を小さくした ときに同じ電力Pが供給されるためには, 電圧Vを 高くする必要がある。 以上より, 最も適当なものは⑧。 発電所 変圧器 送電線 R 家庭 変圧器 ミス注意! 送電線に送り出される電圧Vは、送電線の抵抗による 電圧降下とは異なるので,p= V² R とはならない。 電力 は,電圧,電流 抵抗のうち2つを使って表すことがで きるが,どれを使うか間違えないように注意しよう。