難関物理　12-2 力学的エネルギー保存則 (1)で、画像のようにならないのはなぜですか

問題12-2 力学的エネルギー保存則 図のように, 水平面 AB と, それになめらかに続く半径rの円筒面BC がある。 円筒面は 0を中心とし, ∠BOCは90° である。 水平面 AB上で質量mの小物体Pが軽い糸で壁に 連結されており、 壁に固定した軽いばねがPと壁にはさまれて自然の長さよりdだけ縮み, 糸は張っている状態で静止している。 いま, 糸を焼き切ると,Pは運動をはじめ, ばねが自 然長になったとき, ばねから離れた。 ばねのばね定数をk, 重力加速度の大きさをg とする。 Pの運動はばねを含むひとつの鉛直面内で起こるものとし, 摩擦はすべて無視できる。 以下 の問に答えよ。 m lllllll P A B C (1)B を通過するときの速さを として,糸を切った直後と, Bを通過するときとの間で, 力学的エネルギー保存の法則を表す式を書け。

途中式を知りたいです！ 物理の等速円運動の問題です。 式の変形が出来ません。

ISO y (s) (2) 周期の式 「T=- gtano 」より 2лr r =2π ✓grtan gtan」のつり (2)(1)用

物理基礎 なんでAはひもを引いている時に、張力は上向きになるのですか？

48 XB の値を代入して整理すると, mig [00 XA= (m,+m)g-F k₁ ・[m〕 (m,+m) g (2) (1)のx の式に,F=0 を代入して、 XA 〔m〕 k₁ 77. 力のつりあい 解答 (1)5.9×10°N (2) 2.9×10N (3) 19kg 指針 A君がひもを引くとき、 作用・反作用の法則から, A君はひも から同じ大きさで逆向きの力を受ける。 A君, 板, 体重計がそれぞれ受 ける力を図示し、つりあいの式を立てる。 なお, 糸はその両端で同じ大 きさの張力をおよぼす。 また, 板が床からはなれるとき, 板が床から受 ける垂直抗力は0となる。 つながれた物体に同じ大 きさの力をおよぼす。 小 球α,BがばねBから受 ける力の大きさは等しい 式 ③, 4, 2T3-(50+2.0+10): T3=31×9.8N.6 式⑥を式 ③に代入して N3=50×9.8-T3=5 したがって,体重計は 78. 斜面上に置か 張力 解答 解説 (1) 板が床から浮くとき, 板が床から受ける垂直抗力は0と なる。このときのひもの張力の大きさを T とする。 A君と板を一体 のものとみなすと、受ける力は,重力, 張力T, である(図a)。 力のつ(人+板)の重力 らいの式から、 --(50+10)×9.8=0 12m T=588N 5.9×102N (2) 板が床から受ける垂直抗力を0にすると, 板 を床から浮かすことができる。 このときのひもの 張力の大きさを T2, A君が板から受ける垂直抗 力の大きさを N2 とする。 A君が受ける力は, 重 力, 板からの垂直抗力 N2, ひもからの張力 T2 で ある(図b)。 また, 板が受ける力は,重力, 作用・ 反作用の関係からA君に押し返される力 N2, ひ もからの張力 T2 である(図c)。 力のつりあいの 2 -倍 ■指針 糸は,その両立 す。 物体 A, Bが受け 解説糸の張力の大 糸の張力, 垂直抗力を な方向に着目し,力の A: mg sin 30°-7 B: Mgsin 45°7 (50+10) ×9.8NV 図 a 張力 式①から, 0= T₂ 1 張力 -mg-T=0 A* 垂直抗力 N21 2 T₂ 式②から、 板の重力 人が板を 1/ 10×9.8N 【押す力 人の重力 50×9.8N 図b 人が受ける力 図c 板が受ける力 Mg-T=0 2つの式の辺々を引い

38の問題の解き方についてです。（2枚目に模範回答があります） 同じページの例題15を見ると、 ①合力と重力のつりあいを使ったパターン ②それぞれの力を分解して考えたパターン　　の2通りの考え方がありました。 この問38も例15に似ている問題だと思ったので①の解き方でや... 続きを読む

34 第1編運動とエネルギー 例題 15 力のつりあい ➡37,38 解説動画 図のように, 軽い糸の両端 A, B を天井にとりつけ、途中の点Cに質量m[kg] のお もりをつるした。 このとき, 糸 AC および糸 BC が鉛直線と なす角度はそれぞれ60° 30° であった。 糸ACと糸 BC が おもりを引く力 (張力)の大きさ T, TB [N] を求めよ。 重力 加速度の大きさをg 〔m/s'] とする。 60° リードC 例題16 斜面 傾きの角30 を固定した 速度の大きさ (1) 物体には (2) 物体には を求めよ 指針 T, TB, 重力の3力がつりあっておもりが静止している TとTB を合成した力が重力とつりあうように作図する。 脂 重力 解答 T と TBの合力は, mg と同じ大きさで向 きが逆になる (図a)。 直角三角形の辺の長さ の比より どの谷万 60° よって T=mgX- T: mg=1:2 mg×1/2=1/2mg(N) x Ts: mg=√3:2 [解法Ⅰ] 直角 よう √√3 √3 よってT=mgx. 図 bmg = 2 2 -mg [N] [別解 T, TB を水平, 鉛直方向に分解する(図b)。 水平方向の力のつりあいの式は √3 TAX + TX √ √3 -mg=0 =0 よって Ta+√3TB = 2mg ......② よってTB=√3TA ....... ① ① ②式より 39. Tx=1/2mg[N],To= -mg 〔N〕 定数 TN TB 平 (2): amg TAS 鉛直方向の力のつりあいの式は y 30° 30° T 図 (1) (2) 体 W 60° 糸の強 力のつりあい 軽い糸1に重さ3.0Nの小球をつけ、天井からつ す。 小球を2で水平方向に引き, 糸1が天井と60°の角をなす状態で 糸 1 38. 力のつりあい 重さ W [N] 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。 ▶15 60 45°30′ F (1)

一番下の行で、FΔdと、Fが距離に関わらず一定となっているのですが、Fは距離によって変わると思っていたのですが、違うのですか？

極板 コンデンサーの極板は一方が + に, 他方がに帯電しているから互いに 引力を及ぼし合っている。 EX 電気容量 C, 極板間隔dのコンデンサーに 外力 電気量 Q が蓄えられている。 極板Bを固定 し,Aに外力を加えて⊿d だけ静かに引き離 す。 このとき外力のした仕事は静電エネル ギーの変化をもたらす。このことを利用して 極板間の引力Fを求めよ。 +Q A Ad FF C F B Q 解 Miss FkQ2 d2 ・・・・クーロンの法則は点電荷に対するものだったことを忘 れている! ・はさみ込みのテクニック ES d ES d 引き離したときの容量は C'=- == = -C d+Ad d+Add d+Ad d+Ad d あるいは、間隔を もよい(容量は間隔に反比例)。 静電エネルギーの変化 4U は, 倍にしたから、 容量はその逆数倍になると判断して AU= Q² Q2_Q2 / d + Ad = 2C' 2C 2C (d+4d-1)-d Q2Ad = 2Cd 静かに引き離すときの外力の大きさはFに等しいから,外力の仕事は Fdd Fad=4U より F=- __Q2 2Cd

(3)の台の重心を勝手に選んでいいというのが解説を読んでも分かりませんでした。詳しく教えて欲しいです！

と一瞬で解けた。 2) テクニック② より各々の速度は -e 倍ずつになるので,速さは, 全体の重心ライン ( 不動) 全 {mの重心 38 Mの重心を V'=|(-e)V|=eV ...答 ここにとって 同34しまうのが v'=|(-e)vl=ev ・・・答 と秒殺である。 か _3) 図3のように台の重心を台の左下端に とるのがコツ (台の重心がどこにあろう M と、台の水平方向の運動方程式には関係 ないので台の重心は勝手に選んでいいの だ!)。 mmm テクニック3 より全体の重心のx座標 は不動なので,求める台の変位は左向き で,その大きさ 4Xは図3より. AX ou (M+)+ M m M m m 4X=rx M+m …昏 図3

(2)で初めの位置が釣り合いの位置と書いてあり、小球がはね上がる前提で計算してると思ったのですが、(1)ではね上がるにはm＜Mの条件が必要だと思うのですが、それは考えないのですか？！教えてください！！

33 ばね定数kのばねを鉛直に立て,上端に質量 M の板を取り付け, 静止させる。 そして, 質量mの 小球をこの板の上方の高さから静かに落下させ る。 重力加速度をg とする。 I、物体が板と弾性衝突をする場合について 衝突により小球がはね上がるためには,m とMの間にどのような関係が必要か。 0000000 k M 2衝突後, 板ははじめの位置より最大どれだけ下がるか。 衝突は 1度だけとする。 II. 小球が粘土のようなもので,衝突後,板と一体となって運動する 場合について 衝突の際,失われる力学的エネルギーはどれだけか。 板ははじめの位置より最大どれだけ下がるか。 (東工大)

解答解説をお願いします。物理基礎です。

1辺が10cmの立方体が、水中に沈んでいるとき、物体が受ける浮力の大きさは何Nか。 水の 密度を1000kg/m3とする。

（2）の問題文の波線を引いた部分は、解答を見る限り写真2枚目の私が書いたところの2／Sと書いてるところだと思うのですが、なぜですか？私は、写真2枚目でsと書いたところがSだと思いました。

演習 3-1 図のように、水平で表面がなめらかな台上に置かれた質量 3mの物体Aと 動滑車 2 を軽い糸で結び、台の端点に固定された滑車1にたるまないようにかける。沸 車と物体Aの間の糸は水平である。 さらに質量2mの物体Bと質量mの物体Cを床 から同じ高さになるように軽い糸で結び滑車2にかける。 滑車 1, 2 の質量は無視でき、なめらかに回転するとして、以下の問いに答えよ。重 力加速度の大きさを とする。 圧力 滑車 1 空 3m 05.01 Reso 滑車 2 B C 2mm 空気抵抗の 度の大きさを 型式は ma=mg-fとなる a-g は小さく m (1) 物体Aを動かないように押さえて、 B, C を静かに放した。 このときのBの加速度 の大きさ、およびAと滑車2を結ぶ糸の張力の大きさを求めよ。 (2) B, Cをもとの位置に戻して静止させたあと、 A, B, C を同時に静かに放した。 (a) 滑車2が落下する加速度の大きさをα 滑車2に対してBが落下する相対加速 度の大きさをβ、BとCを結ぶ糸の張力の大きさをSとして、A,B,Cの運動方 程式を (b) α,B,Sをmg で表せ。

（2）で電気量保存則とキルヒホッフの法則つかって解く方法教えてください。Q1+Q2=0、V2-V1=0でV1=Q1/4.0μみたいな感じでやってみたのですが、連立して解くとQ2=0でV2も0になってしまいます。何が違うんでしょうか？

384 コンデンサーの接続■図で C, は電気容量 4.0μF の コンデンサー, C2 は同じく 8.0μFのコンデンサー, Sはスイッ チ,Eは電圧3.0×102V の直流電源である。 初め C1, C2 に電 荷はないとする。 (1) スイッチSをA側に倒し, C2 を充電する。 このとき, C2 に 蓄えられる電気量 Q2 [C] を求めよ。 B A S C1 :C2 E (2)次に,スイッチSをBに切りかえた。 C1 の両端の電圧 V1 [V] を求めよ。 He (3) 再びスイッチSをAに切りかえ, 充電した後Bに倒した。 C1 の電圧 V2 [V] を求め よ。 例題 74,390