イの目と背びれの位置が反転して上下は反転しないのがどうしてか分かりません。どうして水を抜くと凸レンズと似たはたらきが無くなるのか、水があると凸レンズと同じような働きをするのかよく分かりません。

物理 問5 次の文章中の空欄 ア イに入れる語句の組合せとして最も適当な ものを、次ページの①~⑥のうちから一つ選べ。 7 水を満たした円筒の透明な容器 (コップレンズ)がある。 水を満たしたコップは 凸レンズと似た役割をする。図5(a)のように、魚の置物とコップレンズの中心軸 を結ぶ水平線上に, 観測者の目を置いて観察する。 以下では, 容器は十分に薄く、 厚さは無視できるものとする。 上 魚の目 尾ひれ 右 下 上 魚の目 尾ひれ 水を満たした円筒の容器 (コップレンズ) 左 右 観測者の目 図5 (a) 下 図5 (b) コップレンズを通して魚の置物を観察すると, 図5 (b) のように魚の目と尾ひれ の位置が反転している様子が観察できた。 これは光がコップレンズを通過すると きに屈折することが原因である。 図6(a) はコップを真上から見た様子であり,魚 の目の位置から出た光線 aは, コップレンズで屈折し、観測者の目に入る。魚 の目から出た光はさまざまな方向に広がるが,図6(b)に示した光線 bd のうち, 正しい光の進路が描かれているものとして最も適当なものは,図 6 (b) の である。 ア コップの水をすべて抜き空にすると,コップに水が満たされているときと比べ て イ 観察できる。 -68-

(3)の運動エネルギーの総和の問題で、なぜ2枚目のように解いてはいけないのですか。A,B,C,D全て同じ速さだと思うのですが...

必解 30. <あらい板上の物体の運動〉 物体 D (2m) 物体A(2m) 物体B(3m) 机 物体 C (m) 図のように, 水平な机の上に直方体の物体Aを置 その上に直方体の物体Bをのせる。 Bには物体 Cが, Aには物体Dが,それぞれ糸でつながれてお り,CとDは, 机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, Dの質量は,そ れぞれ, 2m〔kg〕, 3m[kg], m 〔kg〕, 2m [kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが, AとBとの間には摩擦力がはたらく。 初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき, 静かに手をはなして運動のようすを観測する。 運動は紙 面内に限られるものとし, また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。滑車はなめらかで軽く, 糸は軽くて伸び縮みせず、たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさをg 〔m/s'] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに,Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2)このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3)Dがん 〔m〕だけ落下したときの, A, B, C, D の運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで, Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の, AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5)Dがんだけ落下したときの, A, B, C,D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に,Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。ただし、このときのAとBの間 の動摩擦係数を1/3として、次の問いに答えよ。

力のモーメントのつりあいです。 反時計回りと時計回りで考えると思うのですが、水平向きのFが反時計回りの理由を教えてください！ つり合うからなんとなくそうなのかな〜くらいの感覚にしか思えないです🥲 お願いします！！

9 図のように、長さ、質量mで一様 な棒ABの端 B に質量2mの小球を取 り付け,Aに軽い糸を結び点Pからつ るす。 小球に水平方向の力F を加えた ところ、糸PAおよび棒 AB と鉛直線と のなす角度がそれぞれαおよびβと なってつり合った。 重力加速度の大きさ をg とする。 P a A Welcod B B m 2m F × (1) 棒と小球全体の重心Gはどこになるか。 Aからの距離を求めよ。 (2)糸の張力をTとして, 水平方向および鉛直方向での力のつり合い の式をそれぞれ記せ。 (3) A のまわりの力のモーメントのつり合いの式を記せ。 (4) tantan βおよびTを, それぞれm,g, F を用いて表せ。 (岩手大+宮崎大)

わかりません！！ （3）の問題の変位が245mにならないのはなぜでしょうか？y＝0を240mにしているからというのはわかるのですがなかなか納得できません

TU 例題1-12 鉛直投射・斜方投射 IIIII 10m/sの一定速度で上昇中の気球から、 2つの小石 A, B を同時に投 げ出した。気球に対する速さはいずれも16m/sであるが, 気球から見て Aは上方に,Bは水平に飛び出していった。 そして10秒後に A は地面に 落下した。 重力加速度の大きさを10m/s' とし,空気の抵抗は無視できる ものとする。 (1) 小石を投げ出したとき, 気球の地面からの高さは何mであったか。 (2) 小石B は地面から何mの高さまで達するか。 (3) 小石B の落下点は小石Aの落下点から何m離れているか。 解答) 地面に対しては,Aは初速26m/sの投げ上げ となり,またBは水平成分 16m/s,鉛直成分 10m/sの斜方投射となる。 26 () 10 (1)高さをんとし、y軸の原点を投げ出した点 にとると、地面の座標はーんとなり, Aにつ いて投げ上げの式をつくると y=( iA B 16 -h=26x10+ x(-10) x 102 .. h = 240 [m] (2) B の鉛直方向の運動に注目する。 最高点で y=h y = 0 となることより 02-102=2×(-10)y よって求める高さは y=5 h+y=245〔m〕 (3) B が地面に落下するまでの時間をとする。 (2) まず鉛直方向について -240=10t+=(-10)2よりt=8 (t=-6は不適) 水平方向の距離は 16×8=128 〔m〕

運動方程式の問題 (3)について水平、鉛直に成分分解しました。 Hについての連立を解いたのですがどうしても、答えの2倍の値になります。 何が間違っているのか教えてください。

12 水平面に対して30° だけ傾いている高さ んの滑らかな斜面がある。 その頂点Aか ら質量mの小物体を手放したところ、物 体は斜面を滑り落ちてB点に達し、さら にその下の水面に60°の角度で飛びこんだ。 重力加速度をg とする。 B 30° H 60° 水面 (1) 物体が斜面を滑り落ち, B点に達する までの時間もと斜面から受ける垂直抗 力N を求めよ。 (2) B点での物体の速さを求めよ。 (3) B点から水面に飛びこむまでの時間を求め, hg を用いて表せ。

（2）解説の線を引いたところが分かりません。 F＝−ω^2xの意味は分かるのですが、そこからmω^2＝kといえる理由を教えてください。

がれ ~④の 物 oooooooooo m 71 摩擦のある運動 ばね定数kの軽いばねの一端 に質量 m の物体を取りつけ, あらい水平面上に置き ばねの他端を壁に取りつけた。 ばねが自然の長さのと きの物体の位置を原点として, 図のようにx軸を とり, 力の正の向きはx軸の正の向きとする。重力加速度の大きさをg, 物体と水平面 の間の動摩擦係数をμ とする。 (1) 物体をx軸の正の向きに引き, ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め、 時間がだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がæのとき, 物体にはたらく力の水平成分Fはいくらか。 (2) (1) のとき, はいくらか。 7重なった2物体の単振動 図のように、ばね定 小物体

滑らなくなるのは速度が同じになる時っていうのは、動いてないように見えるって意味ですか？

★★ 標準 8 板の上を動く物体 図のように, なめらかな水平面上に,質量 4m の長い板Bが静止している。 Bの左端に質量mの小物体A をのせ, Aに右向きの初速度vo を与えた。 AとBとの間には 摩擦があり,このとき, AはBの上をすべり, Bは面上をすべ り始めた。 AとBとの間の動摩擦係数をμ'. 重力加速度の大き Vo A B- さをgとする。 また, 右向きを正とし, AはBの上から落ちないものとする。 AがBの上をすべり 始めてから. すべらなくなるまでの時間を求めよ。 ヒント AがBの上をすべっているとき, AとBは同じ大きさの動摩擦力をおよぼしあっている。

物理です。 問2についてです。 2枚目が解答ですが、×2している理由が分かりません。

15. 固定した2本のばねの間に付けてつり下げた小球 10分 自然の長さ, ばね定 数kの2つの軽いばねを,質量mの小球の上下に取り付けた。下側のばねの端を床 に取り付け、上側のばねの端を手で引き上げた。重力加速度の大きさを g とする。 問1 図1のように, ばねの長さの合計を21にして小球を静止させた。小球の床か らの高さんを表す式として正しいものを、下の①~⑤のうちから1つ選べ。ただ し、2つのばねと小球は同一鉛直線上にあるものとする。 ① 1-mg 21 Il l l l l l l l l ②l- 2k mg k ③1- 3mg 2k 2mg_ 5mg 4 1- ⑤ Z- k 2k 問2 次に,図2のように, 床から測った小球の高さが1になるまで, ばねの上端を ゆっくり引き上げた。 このときのばねの長さの合計」と, 高さんから1まで小球を 引き上げる間に手がした仕事 W を表す式の組合せとして正しいものを、下の①~ ⑥のうちから1つ選べ。 図 1 W y A k ① mg+20 mg(1-h)+1/2 (y-1-k(21-h)" 2k ② mg +21 2k ③ mg_ +21 2k ④ mg +21 k ⑤ mg+20 mg(1-h)+k(y-212-k (1-h)^ k mg(1-h)+(y-21)² —k(1− h)² 2 k mg(1-h)+(y-1)²—k(21—h)² 2 mg(l—h)+k(y−21)² — k(1− h)² llllllllll k ⑥ mg_ +21 2 mg(1-h)+1/2 (y-21) -k (1-h)" [2015 本試〕 図2 k NERELL 1 1

この問題とは直接関係ないのですが、「物体は円板上を滑り出した」という部分は、どのような現象が起きているのですか？ 摩擦力より遠心力の方が大きくなり、円の外側に向かって投げ出されるような動きをするのでしょうか？

十はどんな範囲にあればよいか。 センサー 12 52 摩擦力による等速円運動 水平であらい円板上の中心 から 0.10mの位置に物体を置き, 少しずつ回転を速くして いった。 回転の周期が1.0sより小さくなると, 物体は円板上 をすべり出した。 このとき, 物体と円板との間の静止摩擦係数 を求めよ。 ただし, =3.14 とする。 センサー 12, 14台 C A

（2）の④の式がわかりません。また、それ以降の計算の過程もわかりません。

例題 48 静止衛星は,赤道上空を地球の自転周期と同じ公転周期で円軌道 を描いて回り、地球上からみると静止しているように見える。 地球 の質量をM, 地球の自転周期をT, 万有引力定数をGとする。 (1) 静止衛星の円軌道の半径と速さを求めよ。 (2) 地球は太陽を中心に半径R、間期Dで公転しているものとする。 太陽の質量 M'をM,T, D, R, rで表せ。 CmM (1) 静止衛星の質量を とする。 (万有引力)=(遠心力)より mo .... 2" 静止衛星の周期はTなので, 2πr ② M T 地球 式①,②より”を消去して GmM = m (2x)² m 万有引力 遠心力 Y= 2 (GMT) * ......) これを式に代入して - 2x (GMT)-(2xGM) T 4 (2)(1)と同様にして,地球について(万有 引力) (遠心力) の式を解くと、 R = (GM'D²) (周期Tで公転) 遠心力 地球 万有引力 M' 太陽 ･･･ ④. 472 式 ③④より R M'ID 900000 M\T M' ココが ポイント -(4)-()M (円軌道の場合] (万有引力)(遠心力) (公