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物理 高校生

至急です!! 類題Fの問題で、どう計算したら二枚目の画像の答えのようになるのですか?途中式を教えてください!!🙇‍♂️

例題 7 斜面上での物体の運動 マイ p.12 傾きの角が0で, 物体との間の動摩擦係数が'のあらい ca 問 斜面がある。この斜面上に物体を置いて静かにはなすと, 物 体は斜面をすべりおりた。このとき, 物体の加速度の大きさ はいくらか。ただし, 重力加速度の大きさをgとする。人=ト I 斜面に沿って下向きにr軸, 斜面に垂直上向きにy軸をと 解 る。また,物体の質量を m, 垂直抗力の大きさをNとする。 物体にはたらく力を図示すると, 右下の図のようになる。 y軸方向では力がつり合っているので、 0 図のように,物体が運動する斜 指 針面に沿って下向きにr軸, 斜面に 垂直上向きにy軸をとり, 各方向 に力を分解して考える。そのとき、 軸方向では運動方程式, y軸方 向では力のつり合いを考える。 N=mgcos0 よって,動摩擦力の大きさ F'は, 「F'=μ'N」より, F=μ'N=μ'mg cos0 であり,斜面に沿って上向きにはたらく。 求める加速度の大きさをaとすると, エ軸方向の運動方程式は、 *p.54式(06) N a ma=mgsin0ーμ'mgcosθ よって,a=(sin0-μ'cos0)g mgsin0. mg cosé )の斜面上に置いた物体に, 斜面に沿って上向きの初速 度を与え,斜面をすべらせた。 このときの加速度の大きさと 向きを答えよ。ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 7 0 mg m 11 の答え 0.50 第2章 力と運動 055 トーー

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物理 高校生

動摩擦力のした仕事がこうなるのはなぜですか?

よって リ=7.0m/s を用いてもよい。 のここがポイント なめらかな曲面上の運動では,小物体の力学的エネルギーは保存される。 あらい斜面上の運動では, 重力(保存力)のほか動摩擦力 (保存力以外の力)がはたらき, 動摩擦力は小物体に負の仕事をするので,: その仕事の分だけ力学的エネルギーは変化する。 108 点Bを通る水平面を重力による位置エネルギーの基準水平面にとる。 (1)点Aと点Bにおいて, 力学的エネルギー保存則より 1 0+mgR=→mu+0 よって 0=V2gR N (2) 斜面 CD上で小物体にはたらく動摩擦 力の大きさをF', 垂直抗力の大きさを Nとする(図a)。斜面に垂直な方向の 力のつりあいより N=mgcos 0 よって,動摩擦力の式「F'=μ'N」より F'=μ'mgcos0 C→X間の運動で動摩擦力が小物体にした仕事Wは,「W=Fx」より W=-F'd=ーμ'mgd cos0 また,点Xの高さをんとすると,図aより h=dsin 点Aと点Xにおいて, 力学的エネルギーの変化=動摩擦力のした仕事 より mgh-mgR=W° h, Wの値を代入して mgdsin0-mgR=-μ'mgd cos 0 1 別解)点Cでの速さは mg B C mgcos@ 点Bでの速さと同じであるか 図a ら,C→X間での力学的エ ネルギーの変化を考えると mgh-→mu =W (1)より mgR==mu" 2 よって mgh-mgR=W R よって d=- sin0+μ'cos 0

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