2枚目の写真に書いてある問題についてなのですが、解答は相対速度を使って何をしているのかよくわからないです。教えてください。

56 力学 18 18 保存則 57 滑らかで水平な床に,質量 Mの箱が置かれ、中央の位置 で質量mの小球Pが長さの 糸でつり下げられている。 重 力加速度をg とする。 P m M A I図の静止状態で, Pだけに水平右向きに初速vo を与える。 (IPが最高点に達したときの箱の速さを求めよ。ただし,Pは箱 には衝突しないものとする。 (2)そのとき糸が鉛直方向となす角を0 として, cos O を求めよ。 II. 糸が鉛直方向と角をなす位置AまでPを移し, 全体が静止した 状態でPを静かに放す。 SPが最下点に達したときのPと箱の速さをそれぞれ求めよ。 (2)摩擦がないので、力学的エネルギー保存則が成り立つ。P は I-lcos bo だけ高い位置にきたから 1/12mus²=1/23mv+1/2M+mg(1-lcos 0。) (1)のv1 を代入して cos を求めると Mv2 難しいこと考えないでこれで+Migl (3)運動量保存則より,水平方向の全運動量 0なので、Pが左へ動けば箱は右へ動く。 最下点での速さをv, Vとすると ......① mv = MV 力学的エネルギー保存則より mg(1-1cos9)=1/23 2 P そのとき、箱ははじめの位置からどれだけ動いているか。 (東工大+京都大 ) ①②より v= V 5mv2 + 1/12 MV2 /2Mgl (1-cos 0) m+M V = m√ (4) 水平方向には全体の重心Gは動かない。 箱の 重心をMとする。 2つの質点の重心は,質点間 質量の逆比で内分する点である。 初めのMと Pの水平方向の距離 sin0 に着目すれば, 箱 2gl(1-cos 0) M(m + M) I sin A 糸 MW iM Level (1)~(3)(4)★★ Point & Hint (1)~(3) 最高点の扱い方や保存則の適用など, 前問17と同様。 (4) 運動量が保存されるとき、重心の速度は一定となる (エッセンス (上) p66 ここでは、はじめ静止しているので、重心の位置は水平方向には動 かないことになる。 運動量保存則から両者の移動距離の比が一定になること に注目してもよい。 LECTURE (1)Pが最高点に達したとき,Pと箱の速度 U は等しくなっている。 水平方向には外力 がなく、運動量保存則が成り立つので mv=mvi+Mv1 ..ひ= m m+MU 止まった V₁ V₁ P A が動いた距離 Dは m D= lsin 0 MP m+M 別解 初めのMの位置を原点として水平右向き にx軸をとり、重心の公式を用いて解いてもよ い。 重心の座標はDだから 糸 M OP D= mlsin0+M× 0 m+M 別解 ①より V=Mつまり,両者の速さの 比は常に一定。そこで,動いた距離の比も同 じく, //= M となるはず。 D m 一方, 図より line = D+d これら2式よりDを求めることもできる。

(c)についてです。解答解説ではV＝EdでEを求めていますが、なぜE＝vBの公式で(a)で出た速さvを使ってEを求めてはいけないんでしょうか。

485 )に適する式または数を入れよ。 ZA B ベータトロン 次の文の( 図のように、強さが軸からの距離のみで決まる磁場 を軸の正の向きにかけ, 質量m[kg], 電気量 -e[C] の電子を,xy 平面内に入射したところ, 原点を中心にし て 軌道半径R [m] で等速円運動をした。 軌道上の磁束 密度の大きさをB[T] とすると,このときの電子の速さ はv= (a) [m/s] である。 Ex R 電子 次に,円軌道を貫く磁束 [Wb] が, 微小時間⊿t [s] 間に⊿ 〔Wb] だけ増加するよ うに、磁場を増加させた。 このとき,円軌道上には大きさ(b)[V]の誘導起電力が 発生し円軌道に沿って強さ(c) [V/m〕の電場が発生する。 電子はこの電場から 大きさ(d)[N] の力を受けて加速度運動をする。 ⊿t[s] 間での電子の速さの増加 分を⊿v[m/s] とすると, ⊿v=e) [m/s] となる。 この式から、尺が一定の場合に は = 0 Wb のときの速さをv=0m/sとして, vとの間に(f)という比例関 係が成り立つ。 したがって, ØはBを用いて=(g) [Wb] と表すことができる。 これより,Bの値は円軌道の内側の平均磁束密度の(h)倍になる。

物理 （4）（ウ）についてです。 媒質変異とは普通の変異と何が違うのでしょうか。

74 * 基 図は縦波を表すグラフである。 x軸は媒質のつり合いの位置を,y軸 は左右への媒質の変位 (右方向を正)を 表す。 (大波は右へ速さ 2m/sで進み,波の先 0.14y[m] (東京理科大) -2-10 1 2 3 -0.1 端が自由端P(x=5mの位置)に達した時刻をt=0 s とする。 (1)この波の周期はいくらか。 5 P x [m] (2) t=0sにおいて,媒質の密度が最も疎である点のx座標を図の範囲 で答えよ。 右方向の媒質の速度を正として時刻 t =0sにおいて,各位置にお ける媒質の速度uの概略を,図の範囲内でグラフに描け。 (4Xア) この波が自由端Pで反射して, 反射波の先端が点 x=0mに達す る時刻を求めよ。 イ その時刻において,図に示す各位置での変位をグラフに描け。 ( x=0mにおける媒質変位の時間変化を 0≦t≦4.5sの範囲でグ ラフに描け。 (5)Pが固定端の場合について,前問 X」のグラフを描け。 が起こった (名古屋市立大+信州大)

物理基礎、力学、摩擦力の問題です （1）で、写真3枚目右上側にあるAに着目したときの図について ①μ₂Nがどうして→の向きにあるのか、 ②Nがどうして↓の向きにあるのか わかる方教えてほしいです。おねがいします🙏

粗い水平面に質量Mの物体Aが 2 置かれ、その上に質量mの物体 F B が置かれている。 重力加速度の大きさ をg,Aと水平面の動摩擦係数をμ A とBの間の動摩擦係数を22 として 以下 の間に答えよ。 B me A M 物体B に水平右向きに大きさの力を 加えて引っぱると,BはAの上をすべり ながら, AとBは右向きに動きはじめた (図4-18)。 B m 図 4-18 図4-19 F A M (1) 物体A, 物体B の加速度の大きさは それぞれいくらか。 次に、物体A に水平右向きに大きさFの力を加えて引っぱると, AとBは一体となって動きはじめた (図4-19)。 (2) A および Bの加速度の大きさはいくらか。 (3) このとき物体B に働いている摩擦力は,静止摩擦力か、動摩擦力 か。 またその大きさはいくらか。 (4) F'(F)で物体A を右向きに引っぱると, 物体BはAの上を すべりながら右向きに動きはじめた。 このときB の加速度の大きさ はいくらか。

(5)の問題についての質問です。右側の写真の回答の部分の図のところに、④から⑥までの運動は定圧変化と書いてあるとこほについてで、私はもしこの問題文にゆっくり移動させたなどと書いてあったら定圧変化だとわかるのですが、そう書いてない時でも定圧変化になるとみなせるのですか？

144 熱 pooooood 50 熱力学 滑らかに動くピストンを備えた断面積 S [m2], 全長 1m] のシリンダーがある。ピスト ンの質量は @kg], 厚さは 1L [m] である。 リンダーの底にヒーターが取り付けてあり、 定の電流を流すことによりA室の気体を加熱す ることができる。 ピストンとシリンダーは断熱 材でできている。シリンダーは鉛直に保たれて いて, A室には単原子分子の理想気体が1mol 入っている。 気体定数を RJ/mol・K〕,大気圧 を Po〔Pa〕,重力加速度をg_0m/s?] けを用い, 工以下は数値で答えよ。 M(FI) ·S[+] A 室 ヒーター L Level Point エ オ ピ と ジュー (N2)) カ LEC 図 1 アビ とする。ア〜ウには以上の文字だ であった。 気体の温度はT=ア ヒーターにも[s]間電流を流したところ、ピストンは1/21L[m] 上 昇した。 ヒーターが発生したジュール熱は Q=イ [J]である。 また、この間に気体がした仕事は ウ [J]である。 最初、シリンダーの底からピストンの下面までの高さは1/2/2L[m] [K] である。 イ I シリンダーの上下を逆転し、気体の温度を To〔K] にしたところ, 図2のように,ピスト 2 ンの上面はシリンダーの上底から / L[m] の 位置で静止した。 ピストンの質量はM= A& PoS 〔kg〕 であることがわかる。 3 A室 4Xの状態でヒーターに 1/2 t〔s] 間電流を流 ウ 23 した。 ピストンの上面はシリンダーの上底か らし オ・L〔m〕の所に静止した。 ピストン (5) さらに、ヒーター 2/23h [s]間電流を流し 図2 体の温度はT=カ To 〔K] となった。 た。 その途中でピストンはシリンダーの下底に達し、最終的には気 (立教大) H

摩擦力の問題です。（3）の②▶︎③の式になる過程がわからないです。

傾き角30°のあらい斜面上 に質量m[kg]の小物体を置き、 図のように斜面平行上向きに 初速度を与えた。 その後、小物 体は斜面を滑り上がり、一旦 停止したのちに折り返して斜 面を滑り降りた。 重力加速度 130° 7 2√3 また、動摩擦力、加速度の向きは斜面平行上向きを正とする。 [9点] の大きさをg[m/s']、物体と床の間の動摩擦係数を 273 とする。 浴>滑り落ちているときの運動方程式は た 2.「3. X (2) a ma=F √ <運動方程式 mai omai mama=F 2 -rig - img 4 img m mg . A₁-- ①ma2 Om A== -- mg += = = N 213 m 2 y xas Fox ( (1) 小物体が斜面に沿って滑り上がっているときの小物体には たらく動摩擦力をf'[N] とする。 f' を mg のうち必要なもの を用いて表せ。 Dan A₂ = = = ing + = mg ②ama2= (2) 小物体が斜面に沿って滑り上がっているときの小物体の加39maz 速度を [m/s2] とする。 a を、 m,g のうち必要なものを用い て表せ。 M (:(2) -img A₂ = -9 ↓ ぴ 1300 mg (3) 小物体が斜面に沿って滑り落ちているときの小物体の加速 度をa2 [m/s]とする。このとき、 の値として最も適当なも 以上より 10.21 1911 g → lal のを、次のア~オのうちから1つ選び、 記号で答えなさい。 ただし、 |a|はαの大きさを表す。 (1)動マサリカヂシャ 図より、y調の女の つりないから N = 2 mg 2 f' = 'N +1 √3+1 エ3 オ √√3-1 m N mg Pag 2

なんでこの式で静止している観測者から見て円運動になるんですか？

el 0 mg sind L 張力 中小球m Ax mg →x 0x よって,小球は角振動数 wxがx=√号で,周期 Txが L Tx= 2π-2π Wx x=0の位置を中心とした振幅の単振動にな る。x=0 の最下点を最初に通過するまでの時間は21/x=20170 2V (イ) である。 小球と物体をともに運動させたとき, 静止した観測者から見た小 m+M である。T=Tx 球のy軸方向の単振動の周期は,T= 2π k このとき、静止した観測者から見て, 小球は円運動をするので, m+M L 2π =2π k g L=1 m+M -g k (ウ)

(3)の問題が分かりません。糸が切れないようにと書かれているのにT＜2MGとなるのが分からないです。切れないようにと言っているのだからT＞2MGとして解いていくのが正解なんじゃないんですか？ じゃないと糸が切れない時ではなく切れる時の範囲を求めてることになりませんか。それと... 続きを読む

752物体の運動 図のように,質量m, Mの2つの物体A,Bが糸で 結ばれている。 物体Aに大きさFの力を加えて鉛直上方に引き上げた。 重力 加速度の大きさをg とする。 AI m 12 (1) A, B の加速度の大きさαをF,m, M, g を用いて表せ。 T (2) 糸が引く力の大きさTをF,m, Mを用いて表せ。 T ないようにするにはFの範囲をどのようにしたらよいか。 ma (3) 2.Mg 以上の力が糸にはたらくと切れるような糸を使った場合, 糸が切れ B M 例題 15

イのアよりaが無限大となるにはb−f→0となればよいのでb→f。の所が分かりません。解説お願いします🙏🏻

188 カメラのレンズ 次の文のに入れるべき数式, または数値を記せ。 なお エ 1は分数で答えてよい。 図に示すカメラにおいて, Lは焦点距離 55mmの薄い凸レン ズ,Pは縦×横の大きさが, 24mm×36mmの受光面で,レンズ と受光面の距離を最小 54mm, 最大 60mmの範囲で動かすこと ができる。 L レンズを動かせる いま、このカメラで物体を撮影し、 受光面に実像ができるよ うにする。このとき,レンズから物体までの距離をα, レンズから受光面までの距離を レンズの焦点距離をf とすると, a は bとfを用いてアと表すことができる。 レンズからの距離が無限遠にある物体を写すためには,レンズを受光面からイ mm の位置になるように動かせばよい。 一方, 物体に最も近づいて撮影する場合,レンズを 物体からmmの位置まで近づけることができる。 このとき,倍率はエであ り、縦横比が受光面と同じ長方形の物体が受光面いっぱいに写った場合, 物体の縦×横 この大きさはオ である。 [21 法政大 改] 182,183

物理です。 物体Pと小球が衝突する直前のPから見た小球の相対速度のx成分が-v0なのはなぜですか？

図2のように、物体Pがx=0をx軸の正の向きに速さで通過する瞬間に、質量 2mの小球が鉛直下向きに速さでP の斜面 BC に衝突した。 物体Pと小球の衝突は 弾性衝突であり, P と衝突した後の小球はPの運動を妨げないとする。 B Vo ■小球 (2m) P A to 45°C 0 図2 問4 次の文章中の空欄 (ア) ~ (ウ) にあてはまる適切な式を, v のみを 用いて表せ。 成分ux は, ux= 物体Pから見た小球の相対運動を考える。 物体Pと小球が衝突する直前の小球 (イ) であ (ア) 鉛直成分は上向きを正として の相対速度の成分は る。 したがって, 衝突直前の小球の相対速度ベクトルは,斜面 BC と直交している。 ここのことと、反発係数が1であることを考えると, 衝突直後の小球の相対速度のx (ウ) とわかる。