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物理 高校生

分かるところだけでいいので教えてください。

問5. 運動の3法則に関する以下の記述を完成させよ。 (a) 運動の第1法則 (慣性の法則):物体に力 (合力)が働かなければ、 [以下に続く文を書く。] (b) 運動の第2法則(運動方程式):ある物体に力が働くと、 加速度が生じる。 物体の質量をm、 力 (合力) のベクトルを F, 加速度ベクトルをaとすると、 【これらが満たす式を書く。 ] (c) 運動の第3法則(作用反作用の法則) 物体Aが物体Bに力FBAを及ぼしてい れば、物体Bも物体Aに力 FA-B を及ぼしており、それらの関係は、 [ベクトルとしての式を書く。 向きが反対ならマイナス符号が付くことに注意。 ] 問6. 以下の間の答とその理由となる法則を ( )の中からそれぞれ選べ。 (a) 一定の速度で走っている電車の中で立っている人が手に持っていたボールを静 かに落とすと、 ボールはどこに落ちるか。 ① 足元 ② 足元より前 (進行方向) ③足元より後 (進行方向と反対) ) 理由 ①慣性の法則 ② 運動方程式 ③ 作用反作用の法則) (b) 機関車が貨物車両を引いて、 加速しながらまっすぐな線路を走っている。 機関車 が貨物車両を引く力の大きさは、 貨物車両が機関車を引く力の大きさに比べて (大きい ②等しい ③ 小さい)。 理由 ( ①慣性の法則 : 運動方程式 ③ 作用反作用の法則) (c) エレベーターが鋼鉄製のケーブルに引かれて、加速しながら上昇している。 エ レベーターがケーブルから受ける上向きの力の大きさは、重力による下向きの 力の大きさに比べて、 大きい ②等しい ③ 小さい)。 理由 ( ① 慣性の法則 ② 運動方程式 ③ 作用反作用の法則)

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物理 高校生

物理、円運動です🙇‍♀️🙇‍♀️ (I)は私の解いたやつではなぜダメか指摘して欲しいです よろしくお願いします

213. 振り子と円運動 図のように, 軽い糸の一端 を点0に固定し、 他端に質量mの小球をつける。 点 0から鉛直下向きに距離 α はなれた点Pには, ピン がつけられている。 点0と同じ高さの点Aから小球 を静かにはなすと, 小球が最下点Bを通過するとき に糸がピンにかかり, 小球は点Pを中心とする半径 もの円運動を始めた。 その後, 小球が図の点Dを通 過した直後に,糸がたるみ始めた。 重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。 B (1) ∠CPB が0となる点Cを通過するときの, 小球の速さvc を求めよ。 (2) 小球が点Cを通過するときの, 糸の張力の大きさを求めよ。 (3) ∠DPB を αとして, cosa の値を求めよ。 (13. 島根大 m ヒント 213 (2) 半径方向について, 円運動の運動方程式を立てる。 a yang (078) = — you? - Jag bross 2/1² = 9 (0.18) - gb(050 u² = 2g f (0-487 ecosof b. A m Bの位置を最下点としたら ダメミ 213. 振り子と円運動 解答 2a (1) √2g (a+bcos) (2) mg(2g+3cose) (3) 3b 指針 小球は,重力と糸の張力を受けて、 鉛直面内で円運動をしてい る。 糸がたるみ始める点Dでは, 糸の張力が0となる。 この一連の運動 において, 小球は重力 (保存力) だけから仕事をされるので、力学的エネ 糸がピンに触れても、 糸の張力は小球の運動方 向と垂直であり、 仕事を しない。そのため、 力学 的エネルギーは保存され る。 ルギーは保存される。 解説 (1) 点Cの高さを重力による位置エ A ネルギーの基準とする。 点AとCとで、力学的 エネルギー保存の法則の式を立てると(図1)。 mg (a+bcos0)=mv² bcoseb ©点Cを基準とした点A の高さは、a+bcos0 と なる。 22g (a+bcos0) 図1 0 なので, (a+bcos0 ) c=√2g (2) 小球が点Cで受ける力は,重力と糸の張 P 力である(図2)。 円運動の半径は6なので, 半径方向の運動方程式は、 m=T-mgcoso 運動方程式ド (1) の を代入して整理すると 2g (a+bcos0) m -=T-mg cos0 の右辺は、 向心力を表す。 向心力は、円の中心点 P)を向いており, 大き さはT-mgcos/である。 mg cost mgs b 図2 2a T=mg-b -+3 cose) (3) 点Dで糸がたるみ始め, このとき, T=0 となる。 (2) のTの式に T=0,0=α を代入して, ○小球は、糸がたるみ始 める瞬間までは円運動を しているので、 (2) の式 を利用できる。 2a 0=mg(2+3cosa) 36 a b 0 A D V2g Fate (1-cos)}

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