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物理 高校生

問2と問4教えてください

問題I 図1aのようにしの字に曲げた金属板の側面にばね定数&[N/m]のばねが取り付けら ばねの自然長位置 れており,ばねと接触して大きさの無視できる質量m[kg]の質点がある。質点は金属 板の底面(x方向)に沿って動き,ばねが自然長より縮んでいる斜面の領域では質点 と底面との間に摩擦はなく,それより上の斜面の領域ではすべり摩擦係数が』であ do る。また,金属板のx方向は水平に対して角度#に傾けられており,装置は重力加速 度g[m/s]のもとに置かれている。以下の間に答えなさい。 間1 図1aのようにばねは質点の重力により押されて自然長から短くなっていると 図1a 考えられるが,その短くなっている長さ』[m]を求めなさい。 図1bのように質点をばねに接触させたまま手でばねを自然長からd[m]だけ縮ませ た後に放した。このとき質点はばねによりx方向に押し出され加速される。 ばねの自然長位置 間2 押し出される過程でのx方向への最大加速度 aw [m/s]を求めなさい。 d 間3 ばねが自然長となった時点で質点はばねから離れるが,手を離れてのちばね から離れる瞬間までに質点が得た運動エネルギー E 山を求めなさい。 問4 ばねから力を受けている過程での質点の最大速度 Vw[m/s]を求めなさい。 間5 上記間3の運動エネルギー Eoを用いて,ばねが自然長となる地点の高さに対 図1b して質点が上がる最高点の高さh [m]を求めなさい。

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物理 高校生

類題を解いてみて、答えが全く別物になっていました。公式を見てみたりしましたがわかりません。 回答には解説もないので答え方の検討がつきません、どなたかお力添えください。

例題 16 鉛直面内の円運動 図の半径と(m]のなめらかな半円筒の内面の最下点に 向かって,質量m[kg]の小球を水平方向に速さ/volp/s」 ですべらせた。重力加速度の大きさを g[m/s}とする。 (1)小球が図の点Bを通るときの速さ びB[m/s] と,回 から受ける垂直抗力の大きさ/Na[N)を求めよ。 (2) 小球は図の点Cで面から離れたどする。cos@をVo 9, rで表せ。 ID B Oo Do (3) 小球が半円筒の最高点Dを通過するためには, Voがある大きさ Umin 以上である必要がある。Umin [m/s]を求めよ。 解(1)点Aを含む水平面を重 力による位置エネルギー 慣性力 の基準水平面とすると, VB 点Aと点B間での力学 B 的エネルギー保存則より UB° 10 NB rcos00 15 1 mu? = ; mvB? 1 2 2 mgcos0 + mgr(1 + cos 0) よって mg UB = Vv - 2gr (1 + cos0) [m/s] 小球とともに回転する立場で考えると, 点Bで小球には重力,垂 直抗力,慣性力がはたらく。半円筒の中心方向にはたらく力のつり あいより 20 15 m - Ne - mgcosθ = 0 2 VB O, の式よりNB = m Vo - mg (2 + 3cos0) [N] 3 (2)点Cでは垂直抗力が0になって面から離れる。③式で Ns = 0 として r 25 0= m 20° mg(2 + 3cos6o)よって cosθ。 = D- 2gr r 3gr (3)点Dで小球が受ける垂直抗力の大きさ No [N] は, ③式で0=0と おくと cos0 =1なので No = m - 5mg r No20であれば, 小球は半円筒を離れずに点Dを通過できる。 よって m 2 Umin 5mg = 0 より Umin = V5gr (m/s] 30 類題 16 図のように, 水平な床に固定された半径r[m]の なめらかな半円筒の頂点Aから質量 m[kg]の小 球を静かにすべらせたところ, 図の点Bで小球 は円筒面を離れたとする。このとき, coséoの値 を求めよ。 35

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物理 高校生

(2)の解説お願いします。 🥶🥶🥶🥶🥶

物理センター対策遼体のつり合い 1 次の文章を読み,下の問いに答えよ。 かたくて太さや厚さが一様な質量 の筒 AB がある。 この箇は両端が開いて おり, 図1のように AB の間Cに仕切りがある。AC, CB の長さは, それぞれ, 7。 である。人筒は十分細長く, 竹幼の質量は無視できるものとする< 1 B ド 骨 eo 計 。 とも)との 中es ァル人も (1) この人筒を点A, B, C を含む鈴直面内でなめらかに回転できるように を壇 上京として支えたところ, 図 2のように端Aが床に接した。 このとき, 遇上 人5 の び支点C で, 筒が鉛直上向きに受けている力の大きさ。 お はそれぞれいくら「!い17 か。次の[| ア |]・しイ |に入るものを, 下の①ー⑨のうちから一つずつ選べ。 ただし, 重力加速度の大きさを9とし, 床はなめらかとする。 敵 端A で受ける力の大きさ 束=[ア 全 -29 (に 支点C で受ける力の大きさ =| イ 1 さえ 1 (0 oO yr1 4 2 に ルー ⑫ 人切り で区切られた箇の CB の部分には水をためることができる。 ちょうど - ケーラタサ う5, (叶 B まで水を滴たされたとき箇が回転を始めるように 3 ME 密 、 とょの関係式として正しいものを, 次の①ー④の HERO なッ の には十6 。 の には三p5e ま た @ にな去9。 の@ には壇p56 5 ラダ7( 「-/

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