問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

この問題の解き方を教えて欲しいです。

問2 水平面上に置いた物体に, 水平方向 から 60° だけ上向きに大きさ 5.0 N の一 定の力Fを加え続けて, 水平方向に 3.0m だけ動かした。 この間に,加えた 力Fがした仕事はいくらか。 [R /5.0N 60° 13.0m 1070

右の表で、なぜ縦がcosθで横がsinθと書かれているか分かりません。逆ではだめなのでしょうか？

(1) 物体が受ける力は,引く力 (水平右向きに 24N), 重力(鉛直下向きに W[N]), 糸から受 ける張力糸に沿って左斜め上向きに T [N]) の3つの力。 (2) 水平方向 : 水平右向きを正の向きとして,[オ24 鉛直方向 : 鉛直上向きを正の向きとして, Tcos0+ ]N+(-Tsine)=0 ① ② を解いて, W=32N, T=40N -([P_w₁ 1) = 0 =0 (3) (2)から24- -- T- T=0 ….. ① 4T-W=0… ② ←sine-1 coso=14 2 A TTcos Tsing W 24 N 答 (1) 右上の図の W, T の矢印 (2) 水平方向 : 24-Tsin0 = 0, 鉛直方向: Tcose-W = 0 (3) W: 32 N. T: 40 N

この問題が分かりません。sinθ、cosθを使うんだと思うんですけど、どこがFxでどこがFyか分かりません。とにまず最初に何をすればいいか、何も分かりません。教えて欲しいです。

9 質量20kgの荷物に2本のひもをつけ, 2人の人が このひもを持って支えるとき, 2本のひもは鉛直線と 45% および30° をなした。 各ひもが引く力の大きさ F(N), F2 [N] を求めよ。 重力加速度の大きさは 9.8m/s² とする。 F₁ 4501300 JF₂

(2)の解き方が分かりません。 Fx=Fcosθ、Fy=Fsinθを使う問題なのは分かるのですが、どこがFxでどこがFyなのか分かりません。 教えて欲しいです。

5 質量 5.0kgのおもりに糸をつけて, 天井からつ してある。重力加速度の大きさを9.8m/s² とす る。 (1) 糸がおもりを引く力の大きさ T [N] を求めよ。 (2) おもりに別の糸をつけて水平方向に引き, お もりをつるしている糸が鉛直方向と30°の傾き をなすようにした。 このとき, おもりをつるしている糸が引く力の大きさ S(N), およ び 水平方向の糸が引く力の大きさ F(N) を求めよ。 (1) 5×9.8=49 49N (2) #

1枚目の公式でVoにcosθやsinθがありますが、問題で使う公式にはsin、cosがないです。どうしてですか？

Vz= Vo x=vot (2) 軌道の式 y= (3) 物体の速度 (軌道の接線方向) v=√v₂²+v₂², tan 0= 0 DOCOS O 時刻 t での速度 Vx=Vocos 8 時刻 t での位置 Vx 角度0の方向に投げ出す斜方投射の運動では、 向の分速度の向きにX軸, 鉛直上向きに軸をとる。 (1) 水平方向(x軸方向) 鉛直方向 (y軸方向) 等速直線運動 鉛直投げ上げ x=v₁ cos 6-t x²(放物線の式) 運動 加速度 初速度 時刻 での速度 時刻 での位置 vy=gt vosino yosin0-gt y=v.sino-t-gt² g 2v2 cos20 (2) 軌道の式y=tan0 x- (3) 物体の速度(軌道の接線方向) v= √√vx²+v₂² (4) 最高点 y = 0, 4= Vosine g (5) 落下点→y=0,た=2t= h= x2 (vo sin 0)² 2g 2% sin g

（3）の解説の、赤線の mgcosθってなんですか？🙇🏻‍♀️

必解 130 鉛直面内での円運動 右図のように、長さLの軽い棒の一 端に小球をつけ, 点Oを中心に鉛直面内で円運動をさせたい。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 最下点での速さを とすると, 最高点での速さはいくらか。 (2) 小球を1回転させるためには ひ をいくらより大きくすれ ばよいか。 Vo ny cost (3) 棒の代わりに、糸を用いて1回転させるためには, v はいくら以上であればよいか。 センサー 37,39

（1）ってどうしてマイナスなんですか？？

9 記述 187 単振り子 長さlの糸の一端を天井に付け,他端に質 量 を鉛直に対し,0だけ傾けた状態で手を放す。 0の大きく なる向きを正とし,重力加速度の大きさをgとする。 468 右図のように糸 のおもりを付けた単振り子がある。 (1) 図の点Aにおいて, おもりにはたらく力の運動方向 の成分を, m, g, 0 で表せ。 (2) 円弧AO をxとし, 0が微小角のとき sin00 の関 係を用いることで, (1) の復元力をm, g, l, x で表せ。 (3) (2)のとき, おもりについて運動方程式をつくり, 単振 動の角振動数,周期をそれぞれ求めよ。 動の心 (4) ガリレオガリレイが発見した｢振り子の等時性」 について、簡潔に説明せよ。 AX x 0

力のつり合い 解答の図示が行われているところで、なんでそこがcosθになるのかがわかりません。教えてください🙇

発展例題 13 斜面上の物体にはたらく力のつりあい 傾きの角が30°のなめらかな斜面上にある, 重さ W [N] の物体に, 斜面に平行な 方向に力を加えた場合(図1) と, 水平方向に力を加えた場合 (図2), 物体はともに 斜面上で静止した。 図 1, 2 W Fi W において,物体に加えた力の 大きさを Fi〔N〕, F2〔N〕, 物 体が斜面から受ける垂直抗 力の大きさを Ni〔N〕, N2〔N〕 図 1 とするとき,F, と F2, N1 と N2 の大小関係をそれぞれ式で表せ 考え方 解答 図1′から, F1=Wsin30°- =/w -W〔N〕 (001) 図1:斜面に平行な方向と垂直な方向に力を分解 図2: 水平方向と鉛直方向に力を分解 - N₁=W cos30°= √3W(N) 2 >US 図2′から, F2=N2sin30°,N2cos30°=W 小 よって, N2=cos30° W 2√3 3 別解 図1”:力Fと垂直抗力 Nの合 力が,重力 W とつりあう。 図2":力 F2と重力 W の合力が 垂直抗力 N2 とつりあう。 図から明らかに, Ni<N2 130° 3010082 N₁ さてWsin30。 toitara 30° W 図1 30° W EROT HOW 図 1 + W cos30° 30° F1 コ各方向ごとの力のつりあい A>N₂ RENOZ) H N₂sin30° 図 2 ACCESS 3発展問題 A 1複斜面上の2物体の力のつりあい 図のように、開 傾きの角が30°60°のなめらかな複斜面の上に, 重さ F₂ REA 3 W(N), F₂=N₂=¹3W(N) +31(061) _Fi<F₂, №₁<N₂ √3 N₂ HOBO STEE 30°W 図2 $120SS N₂cos30° Be F2 A WA 30° WYS Mamm 図 2" F2 また,F1=Wsin30°= 1/21W[N], F2=Wtan30°= 1/3W [N] よって,Fi<F2 ŠŠ √3 とに立てる (S) ・頻出重要 B

熱力学で球形容器の受ける力積になぜcosθが付くのか分かりません！どなたか教えてください！ その問題は下の画像の(ⅰ)と(ⅰ)'です！

半径rの球形容器を考える。 この中に速さがμの粒子を1個入れよう。 10 m (i) 図のように1個の粒子 (質量m) が衝突したとき容器の受ける力積の大きさはいく らか。 (i)、この粒子が次に容器に衝突するまでに進む距離はいくらか。 (ii) この粒子は1秒間で何回容器に衝突するか。 (i) この粒子が1秒間で容器に与える力積の大きさはいくらか。 N個の粒子を入れよう。 (iv) 容器におよぼすN 個の粒子による平均の力Fはいくらか｡ (vを用いよ) (v) 容器におよぼすN個の粒子による圧力Pはいくらか。 (vi) 1/2mv²を,Tを用いて書け。