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物理 高校生

この問題の(4)なのですが、解説の傍線部で-mgsinθではなく、+mgsinθにはなぜならないのですか? F0やkx3とmgsinθは逆方向に働いているので、プラスになると思うのですが…

111.斜面上のばね振り子の運動● 体が斜面に接してつり下げられている。物体の質量をm, 斜面の 傾角を0,ばね定数をk,重力加速度の大きさをgとする。 [A] 斜面がなめらかな場合について, 次の(1)~(3)に答えよ。 物体が静止しているときのばねの伸び x」 を求めよ。 (2ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合,ばねの伸 びが(1)の x」になるときの物体の速さ v」を求めよ。 (3前問(2)の場合,物体が最下点に到達したときのばねの伸び X2を求めよ。 [B] 次に,物体と斜面の間に摩擦がある場合について, 次の(4)~(6)に答えよ。ただし, 静止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ, μ'<μくtan 0 とする。 (4)斜面にそって物体を手で動かし, 静かに手を離すとき, 物体がすべらずに静止する かどうかを調べたところ,ばねの伸びが最小値X3と最大値 x, の範囲にあるとき, 物体を静止させることができた。 X3 と x4を求めよ。 (5)ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合,物体が最下点に到達したときの ばねの伸び x。 を求めよ。 (6) 物体が最下点に到達した後,再び斜面を上昇するか, 静止するかは,静止摩擦係数 や動摩擦係数などの条件による。物体が再び上昇する条件を 0, μ, μを用いて表 上端を固定したばねで物 0 (容出) 【千葉大) せ。 |00

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物理 高校生

至急お願いします!🙏 1枚目の写真の問題と2、3枚目の写真の問題、 どちらも赤ペンで囲った部分はつり合いの位置であるのに 1枚目:運動エネルギー、弾性力エネルギーがある  2枚目:エネルギー全てなし  となるのはなぜですか?💦

位置0とPでのおもりの運 動エネルギー,位置エネルギーは,表のようになる。 力学的エネルギー保存の法則を用いると, たりし 現在の PO k(x,+4)?·O 位置エネルギー(J m×P+mg×(-A)+- 位置0における力のつりあいの関係から、 運動エネ ルギー(J) 弾性力 2保存 kx。-mg=0 重力 X=ー mg …の ジェット 0| mu" Omgx0博 式のを整理し、式②を代入すると,. 点までモー る。このと メール 0ー0 (m/s) P m×0° mg×(-)k(+4)? ;m= 2 ゆ up おもりの位置エネル ギーは、重力、弾性力 の各位置エネルギー の和である。 式のを整理し、 ーmgA+kr+ なっている 式のを代入し。 び同じ高さ 負の仕事を m=ーmgA+kX XA- 14 ばね定数 98N/m の軽いばねを天井からつるし、その先端に質量2.0kgのお もりをつるした。ばねが自然の長さになる位置で静かに手をはなすと,おもりはつりあ いの位置0を中心に振動した。 (1)おもりが最下点に達したとき、 ばねの伸びは何m か。 (2) おもりが点0を通過するとき、その速さは何 m/s か。 一般に、 ギーはその それぞれ上 Plus 次の関係か 連結して運動する物体の力学的エネルギー 図のように、質量の異なる2つの物体A, Bを糸で連結し、 軽 くてなめらかに回転する定滑車に糸をかけて、物体を運動させ る。糸は、物体A, Bに同じ大きさの張力をおよぼし, Aに負、 Bに正の仕事をする。糸の張力は保存力ではないため、それぞ れの力学的エネルギーは保存されない。しかし, 物体AとBを 一体のものとみなすと, 糸の張力がA, Bにする仕事の和は0と なり、AとBの力学的エネルギーの和は保存される。 トカ学的二 糸の張力 A) 降 糸の張力 のB Bの重力 E(J…変 E(J)…変 式の意味 Aの重力 108 第I章エネルギー あり)) pl08 間4 k= 98 [Ym] O フリあいの位置を中じに振動 の 図へように自然長(A)~フリチいの位置と フリあいの伝置~最下(c)は同じ寝さ (U-0) 2.06) B (~中いに接動。とあったときには、 上下のふれやは同じ大ままです) *つりあいの位置(B)を推準面とする *A-B 間をXm,(B-C間む久レ) とすると A~C間は 2又 Cm] うりあいの 花き() C (r-o) BE通過する速立E ひとする Kez A U 0 2.0x9.8xx Bす) k A B 0 U BX20×び 2g2 42 -2x196x 0 +x98x2 0 C 2.0x9.8×(2)土メ99× (2x)* 0 clo り) 9.8=49x 28 (りEA= Ec より 2g2 =-2gx +19622 ズ= 49 最下をまでの中びは 22なので A20x2= 0.40Cm)。 =420 ニ 000000O 1自一長

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物理 高校生

(1)で波線の部分が、なぜlcosθなのか教えてください🙏🙏 私は l なのかと思ってしまいました、、、

発展例題10 摩擦のある斜面上の運動 三角比 発展問題 151, 155 図のように,水平とのなす角が0の斜面の下端に,質量mの物体を置き,斜面に沿っ て上向きに初速度 vを与えた。斜面と物体との間の動摩擦係数をμ',重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 物体が斜面を上がって最高点に達するまでに,斜 面上を移動した距離/を Vo, g, μ', 0で表せ。 (2) 物体は最高点に達したのち,斜面をすべりおりる。 下端に達したときの速さひをvo, μ', 0で表せ。 m 指針 物体は,運動の向きと逆向きに動摩 1 mv3=-μ'mglcosé 擦力を受けており, その仕事の分だけ力学的エネ ルギーが減少する。最高点では速さが0となる。 解説(1)物体がすべり上がるときに受 ける力は, 図のようになる。動摩擦力の大きさ は, μ'mgcos0であ り,最高点に達した ときの力学的エネル ギーの変化は, 動摩 2 1=- 2g(sin0+μ'cos0) (2) 斜面の下端に達したときの力学的エネルギ 0ーの変化は,往復する間に動摩擦力がする仕事 に等しい。 mgcos0 mg sin0 mパーニmug=-2がmgl.cos0 1 1 -mv?=-2μ'mglcos0 mgcos0 擦力がした仕事に等 しい。 sin0-μ'cos0 Vo sin0+μ'cos0 mg (1)の1を代入して, ひ=,

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