力学的エネルギー保存の法則の問題(写真の赤丸の問題)について質問です。解説の「速さが最大になるときの物体の位置をとする。板を取り去った 
直後とで，力学的エネルギー保存の法則の式を立てる」とは、どう言うことでしょうか。また、「物体の位置がx2のとき、重力による位置エネルギー... 続きを読む

1 3 W₁ 168.弾性体のエネルギー <解答> (1) 解説を参照 (2) mg 1 k 0= mg k (4) x= (1) (2) 物体は重力, 弾性力 垂直抗力を受け、それらの力はつ りあっている。物体の位置がxのときのつりあいの式を立てる。 また, 板が物体からはなれるとき, 垂直抗力が0となる。 (3)物体は重力弾 性力の保存力だけから仕事をされ, その力学的エネルギーは保存される。 ばねの伸びが最大になるとき, 物体の速さは0 となる。(4) 運動エネル ギーをxの関数として式で表し、 速さの最大値を求める。 解説 (1) 物体の位置がxのとき, 弾性力は鉛直 上向きに kx であり, 物体が受ける力は図1のよう に示される。 力のつりあいから、 2mg_ k 1 2 m k 9 mg-kx-N=0 N=mg-kx ...① これから, Nとxとの関係を示すグラフは、図2の ようになる。 (2) 板が物体からはなれるときは, N=0 となる。 (3) -mv-mgx2- 2mg k 図 1 x₁= (4) 速さが最大になるときの物体の位置をxとする。 板を取り去った 直後とで, 力学的エネルギー保存の法則の式を立てると, 2+ +½kx²³² kx mg 図2のグラフから, N = 0 となるxの値は, x= k (3) x=0を重力による位置エネルギーの基準とし, 板を急に取り去っ た直後と, ばねの伸びが最大になったときとで, 力学的エネルギー保 存の法則の式を立てる。 板を急に取り去った直後, 運動エネルギー, 重力および弾性力による位置エネルギーは,いずれも0である。 ばね の伸びが最大になるときの物体の位置をxとすると, その位置での 運動エネルギーは 0, 重力による位置エネルギーはmgx, 弾性力 による位置エネルギーは 1/21 kx² と表される(図3)。これから,力学 的エネルギー保存の法則の式を立てると 図3 200-mgx+1/23kx0=x,(kx,-2mg) x₁=0, 2mg_ k x = 0 は板を取り去った位置なので、 解答に適さない。 したがって, mg て,x2= のとき、1/12mmは最大値 k ▼mg (1) 問題文の 「ゆっく りと下げ･・･」とは,力が つりあったままの状態で 板を下げることを意味す る。 mg_ | mv²=mgx₂= kx²=-=k(x₂ − m ² ) ² + ²q² ... @ 2k 速さが最大となるのは, 式 ② が最大値となるときである。 したがっ m²g² 2k となる。 NA mg 図2 E=0 mg k +½kx² E=0-mgx+ 7 0 ンズ (3) 物体の力学的エネ ルギーは、 運動エネルギ 重力および弾性力に よる位置エネルギーの和 である。 第1章力学Ⅰ 物体の位置がxのと き 重力による位置エネ ルギーはmgxz, 弾性 力による位置エネルギー は kx2²/2 となる。 01/23m²の最大値を求 めるには,式②のように 平方完成をするとよい。 101 some 体に力を加えて いて, この力がする仕事の仕事率を求めよ。 度の大きさをgとする。 (1) 物体と斜面との間に摩擦がない場合 (2) 物体と斜面との間の動摩擦係数がμ' の場合 →例題13 自然の 長さ HALA 168. 弾性体のエネルギー図のように, ばね定数kのばねの 上端を天井に固定し,下端に質量mの物体を取りつける。 ばね が自然の長さとなるように, 板を用いて物体を支える。 ばねが 自然の長さのときの物体の位置を原点として, 鉛直下向きを正 とするx軸をとり,重力加速度の大きさをgとする。 (1) 板をゆっくりと下げ, 物体からはなれるまでの間で,物体 が受ける垂直抗力の大きさNと位置xとの関係をグラフで示せ。 (2) (1)の場合において, 板が物体からはなれるときの物体の位置xを求めよ。 17 (3) 板を急に取り去った場合, ばねの伸びが最大となるときの物体の位置 x を求めよ 物体 板| ばね < (4) (3) の場合において, 物体の速さが最大になるときの物体の位置 x と, そのとき (拓殖大改) 速さ”をそれぞれ求めよ。 [←]自然の長さ ors→Q Ø Ø d d d d d d d d d d d d d d d d d d [知識] 69. 動摩擦力と仕事■ 水平面上の壁にばね定 数んのばねの一端を固定し、 他端に質量mの物 体を取りつけた。 ばねが自然の長さのときの物 日本の位置Oを原点とし、 右向きを正とするx軸 をとる。 物体を原点Oからx軸の正の向きに距離 はなれた位置Pまで引き,静か なすと、物体はx軸の負の向きに向かって動き出し, 0から距離s はなれた位置 8420 (愛知教 停止した。 この運動では,PとQの間のある点で物体の速さが最大となることが観測 た。 物体と面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 物体が位置Pにあるとき, ばねにたくわえられている弾性エネルギーはいくら 物体が0から距離 x はなれたPとQの間の任意の位置Rにあるとき, 物体の エネルギーはいくらか。 物体が静止する位置Qの座標s はいくらか。 物体の速さが最大となる位置を求めよ。

物理 円運動 答えは③なのですがどうしてですか？ 最大静止摩擦力を超えて滑り始めるので、その逆向きの①か円運動の続きと合わせて②になると思ったのですが💦 等速直線運動になる理由もよく分かりません。

問2 円板の角速度をゆっくり増加させていくと,やがて小物体は円板に対してす べり始めた。 円板の真上から観測したとき, 小物体がすべり出した後の運動方 向として最も適当なものを,図2の①〜⑤のうちから一つ選べ。 ただし、円板 と小物体との間の動摩擦力は無視できるものとする。 8 0. 4 図 2 3 第2回 (2) 38600-00* 25XFOR EN

力学的エネルギー保存の法則の問題(写真の赤丸の問題)について質問です。解説の「速さが最大になるときの物体の位置をとする。板を取り去った 直後とで，力学的エネルギー保存の法則の式を立てる」とは、どう言うことでしょうか。また、「物体の位置がx2のとき、重力による位置エネルギー... 続きを読む

の長さ h=250 -E 0° ngcos3 0° _mgcos30 30° 168. 弾性体のエネルギー 解答 (1) 解説を参照 (2) (4) x= mg k V= x= mg_ k m k て,x2= g 物体は重力弾性力、垂直抗力を受け、それらの力はつ りあっている。物体の位置がxのときのつりあいの式を立てる。また, 板が物体からはなれるとき,垂直抗力が0となる。(3)物体は重力,弾 性力の保存力だけから仕事をされ,その力学的エネルギーは保存される。 ばねの伸びが最大になるとき, 物体の速さは0 となる。 (4) 運動エネル ギーをxの関数として式で表し, 速さの最大値を求める。 解説 (1) 物体の位置がxのとき, 弾性力は鉛直 上向きにkx であり, 物体が受ける力は図1のよう に示される。 力のつりあいから, mg-kx-N=0 N=mg-kx ...① これから, Nxとの関係を示すグラフは、図2の ようになる。 (2) 板が物体からはなれるときは, N = 0 となる。 (3) mg 図2のグラフから, N = 0 となるxの値は, x= k 2mg k mg のとき, k 図1 Rx N x=0, x = 0 は板を取り去った位置なので、 解答に適さない。 したがって 2mg k mg (3) x=0を重力による位置エネルギーの基準とし, 板を急に取り去っ た直後と, ばねの伸びが最大になったときとで, 力学的エネルギー保 存の法則の式を立てる。 板を急に取り去った直後, 運動エネルギー, 重力および弾性力による位置エネルギーは,いずれも 0である。 ばね の伸びが最大になるときの物体の位置を x1 とすると, その位置での 運動エネルギーは 0, 重力による位置エネルギーはmgx, 弾性力 による位置エネルギーは 1/12 kx² と表される(図3)。これから,力学 図3 的エネルギー保存の法則の式を立てると, 0=0-mgx + 1/23kx120=x(kx-2mg) 1 mv² は最大値 2 (4) 速さが最大になるときの物体の位置を x2 とする。 板を取り去った 直後とで, 力学的エネルギー保存の法則の式を立てると 0=1/2mv-mgx2+1/12kx2² 1/12mmx212/2kx=-12/21(キュー)+².② m²g² mg 2mg_ k 速さが最大となるのは, 式 ② が最大値となるときである。 したがっ m²g² となる。 2k (1) 問題文の 「ゆっく りと下げ･･･」とは,力が つりあったままの状態で 板を下げることを意味す る。 NA mgs 図2 E=0 mg k F000000006 i + 1/2kx ₁² E=0-mgx+- 0 X1 1x (3) 物体の力学的エネ ルギーは, 運動エネルギ 一. 重力および弾性力に よる位置エネルギーの和 である。 第1章 力学Ⅰ 物体の位置がx2のと き, 重力による位置エネ ルギーはmgx2, 弾性 力による位置エネルギー は kx2²/2 となる。 0/1 m² の最大値を求 めるには,式 ② のように 平方完成をするとよい。 101 some きる。 体に力を加えて, 一定の いて,この力がする仕事の仕事率を求めよ。 ただし, 度の大きさをgとする。 (1) 物体と斜面との間に摩擦がない場合 (2) 物体と斜面との間の動摩擦係数がμ' の場合 →例題13 [知識] 69. 動摩擦力と仕事■ 水平面上の壁にばね定 数kのばねの一端を固定し、 他端に質量mの物 168. 弾性体のエネルギー図のように, ばね定数kのばねの 上端を天井に固定し,下端に質量mの物体を取りつける。 ばね が自然の長さとなるように, 板を用いて物体を支える。 ばねが 自然の長さのときの物体の位置を原点として, 鉛直下向きを正 とするx軸をとり,重力加速度の大きさをgとする。 (1) 板をゆっくりと下げ, 物体からはなれるまでの間で,物体 が受ける垂直抗力の大きさNと位置xとの関係をグラフで示せ。 (2) (1)の場合において, 板が物体からはなれるときの物体の位置 x を求めよ。 (4) (3) の場合において, 物体の速さが最大になるときの物体の位置 x と, そのとき (3) 板を急に取り去った場合,ばねの伸びが最大となるときの物体の位置xを求めよ 速さ”をそれぞれ求めよ。 (拓殖大改) 自然の長さ 自然の 長さ 物体 板| Os→0 ばね < 0000 X 体を取りつけた。 ばねが自然の長さのときの物 日本の位置Oを原点とし、 右向きを正とするx軸 をとる。 物体を、原点Oからx軸の正の向きに距離はなれた位置Pまで引き,静か なすと、物体はx軸の負の向きに向かって動き出し, 0から距離s はなれた位置 停止した。 この運動では,PとQの間のある点で物体の速さが最大となることが観測 た。 物体と面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 物体が位置Pにあるとき, ばねにたくわえられている弾性エネルギーはいくら 物体が0から距離 x はなれたPとQの間の任意の位置Rにあるとき, 物体の エネルギーはいくらか。 物体が静止する位置Qの座標s はいくらか。 物体の速さが最大となる位置を求めよ。 (愛知教育大

問45.46の解説をお願いしたいです🙇🏻‍♀️

間の1辺が10cm〕 =0.10m)の立方体の物体が水中に沈んでいるとき, 物体が受 F= evg ける浮力の大きさは何N か。 水の密度を1000kg/m 重力加速度の大きさ を9.8m/s とする。 浮力 密体 for 考 問46 水中では, 深い所ほど水圧が大きい。 水中の物体を深く沈めると, 物体には たらく浮力の大きさはどうなるだろうか。 物体は変形しないものとする。

高校物理　LC振動回路 Ⅱの（1）の答えが0A になるのですが、その理由がわかりません。 抵抗R2に電圧がないから流れないとあったのですが、導線で繋がっているので、 V=IR2　 の電圧があるのでは、と考えてしまいます。 間違っている点を教えてください。

3 図1でEは起電力 E [V] の電池, R1, R2 はそれぞれR, [Ω], R2 [Ω] の抵抗, Lは自己 インダクタンスLのコイル,Cは電気容量 C [F] のコンデンサー, S1,S2, S3はスイッチ である。以下の設問に答えよ。 ただし, 電池およびコイル内の内部抵抗は無視できる。また, 電流は図1の矢印の方向を正, ab間の電圧はa側が高電位の時を正とする。 I 最初すべてのスイッチは開いており、またコンデンサーは帯電していない。 S を閉じ て十分に時間が経過するとコイルLに流れる電流が一定となった。 コイルLに流れる電流 および蓄えられるエネルギーはいくらか。 E S1 R1 L a b 図 1 (5) 二つのスイッチがいて およびCを用いて ab間の電圧 S 2 R2 0 S3 C AL Raforom TVLC 2T LC コイルの電流 TVLC 2T LC 図3 → +[s] 図2 t[s] (6) S.を閉じ、かつ ⅡⅠの状態でスイッチ S2 を閉じた。 (1) スイッチ S2 に流れる電流はいくらか。 (2) その後, スイッチ S」 を開いた。 その直後のスイッチ S2 に流れる電流, ab 間の電圧, および抵抗 R2 で消費される電力はいくらか。 (3) その後コイルLを流れる電流は減少する。 減少の速さは R2 の大小によってどう変わ るか。 理由とともに記せ III ⅡIでは,Iの状態でスイッチ S2 を閉じた場合の現象を考えた。ここでは,と異なり, I の状態でスイッチ S2 のかわりにスイッチ S3 を閉じた。 (1) その後、スイッチ S, を開くとコイルLに流れる電流は図2のように正弦波的に振動 した。 周期は2π√ LC [s] であった。 図3の座標を写し,その上に ab間の電圧の時間変 化の様子を描け。ただし, スイッチ S を開いてからの時間をt [s] とする。 (2) コイルLの電流が0 [A] となった瞬間に,スイッチ S3 を開いた。 コンデンサーCに 蓄えられる電荷はいくらか。

解答の部分のFー20×9.8のとこがなんでその式になるのかがわかりません 教えて欲しいです。

[知識] 136. 仕事と位置エネルギーある高さの点から,質量 定の速さで10m もち上げる。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) もち上げるのに必要な力の大きさはいくらか。 (2) もち上げるのに要した仕事はいくらか。 161 (3) 点Oを重力による位置エネルギーの基準とすると,点0から10mの高さにもち上 げられた物体のもつ重力による位置エネルギーはいくらか。 JES X [知識] tross mit it for mig 3 SUD n C

物理です。3枚目の線を引いた部分の意味が分かりません。なぜ2回目のAとCの接触前のAの温度が90℃になるんですか？

219. 熱量の保存温度がすべて異なる3個の物体 A, B, C がある。 まず, 物体A とCとを接触させたら,物体Aの温度は4度下がり, 物体Cの温度は16度上昇した。 次 に,物体CをAから離して, 物体BとCとを接触させたら, 物体Bの温度は2度上昇し, 物体Cの温度は10度下がって80℃になった。 接触した物体の間でのみ熱のやりとり が行われ,接触後の両物体の温度は等しくなるとする。 LEL.0 (1)さらに物体CをBから離して,物体AとCとを接触させたら,物体Cの温度t は何 ℃になるか。 (2)このように,物体Cを交互にAとBとに接触させていくと, 物体Cの温度はしだいに ある一定の値に近づいた。 は何℃か。 205,206,207 200

高二物理の問題です。基礎的な部分でお恥ずかしいのですが、この問題は物体が斜面から受ける垂直抗力を求めているのになぜ、N🟰で終わらず、力の大きさＦまで考えなければいけないのでしょう？

図のように、 水平とのなす角が0のなめらかな斜面上に、質量 mの物体を置き, 水平方向に大きさFの力を加えて静止させた。 重力加速度の大きさをgとして, 力の大きさFと,物体が斜面か ら受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 N ANcos 0 SUOJATE ■指針 物体が受ける力はつりあっている。 これらの力を互いに垂直な2つの方向に分解し, 各方向で力のつりあいの式を立てる。 解説 垂直抗 力をNとすると, 物 体が受ける力は図の ようになる。 鉛直方 向と水平方向のそれ ぞれの力のつりあい から, 鉛直 : Ncose-mg = 0 N=- 水平: F-Nsin0=0 これにNを代入し、 ONT 激 F=Nsin0= xsin0= mgtan0 mg coso Nsine 0 mg F mg 60m coso 10 INTE DE 別解物体が 受ける力を、斜面に 平行な方向と垂直な 方向に分解してもよ い。 この場合、各方 向における力のつり あいから, を聞かせるためには 平行: Fcos-mg sin0=0 mg 垂直: N-mg cose-Fin=0.① 式 ① に求めたFを代入して, NA mgsin 0 mg (cos20 +sin20) = cose 11 FOR = Fcoso mg cose F Fsine Amgcoso F=mgtan0 hadi C N = mg cos0+Fsin0=mgcoso+mg Oct. Or msin²0 coso

なぜ急にルートがつくのでしょうか．波の屈折の途中計算です

とS2を除いた6個。 真ん中に腹がある 点がこの場合の節 家を描く。 線に垂直 射波を描 反射波 入射線 II 屈折波 W したがって, 0.58倍 (3) 波の速さv[m/s] は, 水深ん [m] の平方根に比例すること から,v=k√(kは比例定数) とおける。 水深9.0m の領域 における波の速さをv] [m/s ] 浅瀬における波の速さを v2 [m/s〕, 水深 9.0m の領域の水深を1 (9.0[m]), 浅瀬 247 4 16 の水深を〔m〕 とすると、屈折の法則 n12 = ひより. V2 9.0 √3=- Vi h₁ 19.0 V h₂ √ h₂ ゆえに,h= -= 3.0[m] 3 V2 (4) 右図のように, h3> hhs の水深が海岸に近づくほど小さ (4) くなる海底が続いているとすると、射線は矢印のように回り 込んでくる。 海岸に近いところでは水深が0mに近づくので, sin i Vi において, sin r V2 波の速さも0m/s に近づく。 屈折の法則 v2→0m/sと考えると, sin r→0, すなわち, r→0° となる。 したがって, 屈折角は0° に近づく。 これは, 波面が海岸線 と平行になることを意味する。 海岸 2516.30 01|=FORK CH 深さん3 HA h5 17

加速度が最大になるのは物体が1番下に行ったときではないのですか？物体が1番上のとき加速度はマイナスにならないのですか？

に適当な式または語句・ 176 等速円運動と単振動次 0 を中心とする半径Aの円周上を等速円運動している 時 という。 物体Pがx軸上に投影された運動をア 刻 t=0 のとき,Pが図のP。から角速度 で等速円運 動を始めるとき、時間tの回転角∠POP。 はイで あり Pの速度は円の接線方向で大きさはゥ,加速 度は円の中心向きに大きさエである。 Qの運動はPの運動をx軸上に投影したものであるか らQの時刻t における変位x, 速度v, 加速度 αは次 のように表すことができる。 キ=x a = ｷ P1 0 W A P P2 (#afor Po Q1 DQ x Q0 Q2 x=オ v = 5 したがって,Qの速さが最大なのは図の点ケであり(最大値はコ), 加速度の大 きさが最大なのは図の点サである(最大値はシ)。また,Qの振幅はス と表される。