問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

(2)の解き方が分かりません！

発展例題13 摩擦のある斜面上の運動 発展問題 17, 一 図のように, 水平とのなす角が0の斜面の下端に質量mの物体を置き, 斜面に沿っ て上向きに初速度 vo を与えた。 斜面と物体との間の動摩擦係数をμ', 重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。 NOSSONNECT (1) 物体が斜面を上がって最高点に達するまでに,斜 K 面上を移動した距離をvo, g, μ', 0 で表せ。 (2) 物体は最高点に達したのち, 斜面をすべりおりる。 下端に達したときの速さをvoμ', 0 で表せ。 指針 物体は,運動の向きと逆向きに動摩 擦力を受けており, その仕事の分だけ力学的エネ ルギーが減少する。 最高点では速さが0となる。 解説 (1) 物体がすべり上がるときに受 ける力は,図のようになる。 動摩擦力の大きさ は、μ'mg cose であ り, 最高点に達した ときの力学的エネル- ギーの変化は,動摩 擦力がした仕事に等 mgcost mg sin 0 μ'mg cos mg 1 = JSH m mglsine-1/2mv2μmglcost 2 v₁² 2g (sin0+μ'cost) → 日 2 2. (2) 斜面の下端に達したときの力学的エネルギ 一の変化は,往復する間に動摩擦力がする仕事 に等しい。 -m²-1212mv²²=-2μmglcost sino-μ'coso (1) を代入して, v= sino+μ'coso Vo CS Act Nor

解答の ばねの伸びであるkx、2kxの力のイメージができません。 説明していただきたいです🙇🙇

42斜面とばね 図のように、質量mのおもりPに, ともに自然の長さがし ばね定数がんと2kの軽いばね の一端を取りつけ、傾きの角が0のなめらかな斜面上に 置いた。次に,それぞれのばねの他端 A,B を,AB間 の長さが 2l となるように斜面に固定した。小球が静止しているとき,AP 間の長さ はいくらか。重力加速度の大きさをgとし,Pの大きさは無視できるとする。 ➡11 13 , 2k k P A00 50000001B 0

なぜ、y軸はTsinθではないのですか？

求めてみます。 LO こり り 重 も 張 キ 1 -Usine 0 0 T 図7-15 Tcost AY Tsing my

斜方投射の問題です ⑷までは解けました、⑸のsin2θ=1にしなければならないところがなぜなのかわかりません、誰かお願いします🙇‍♂️

なる。 下図 「 S t[s] 基本例題 11 斜方投射 小球を水平面となす角0だけ上方に速さ を通過して水平面上の点Qに落下した。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 投げてから最高点Pに達するまでの時間を求めよ。 (2) 投げてから落下点 Q に達するまでの時間tを求めよ。 (3) 最高点Pの地面からの高さHを求めよ。 (4) 水平方向の到達距離 OQ を求めよ。 0 (5) が一定のとき, OQ が最大となる 0の値はいくらか。 0 水平面 考え方 ? 投げた点を原点 0, 水平右向き, 鉛直上向きにそれぞれx, y軸をとると方向 方向は鉛直投げ上げと同じである。 は等速直線運動, [解説] ADVEN (1) y方向について, 最高点 Pではv=0m/sだから, v=vo-gt より vo sin g (2) y方向について,落下点Qではy = 0mだから, 1 y = vot- -gt より, 0 = vosin0- gt よって, t= 0 = vosino.tz - 1/201² 2vo sin g (3) y方向について, v2 - vo2 = -2gyより, よって, t2 = 24.5≒25m/s 02-(vosin0) = -2gH よって, H= 2g Vo² sin ²0 別解y = vot-1/2gte より, H = vosind.h 2 Vo %0² sin ²0 (t > 0) (※運動の対称性より, t2=2t) (5) (4) は OQ= vo² sin 20 g のとき OQが最大となる。 これより, 20 = 90° よって, 0 = 45° 最高点P で点Oから投げ出したら, = - よって, H= 2g (4) x 方向について, x = vot より, OQ = vocosAt2 200² sin cos よって,Q g 2 għ₁² H と書き直せるから, sin 201 初速度の x成分= COst y成分= vosin A 2 sin Acos0= 自己評価:9AB C 10 A B C 11 ABC sin 20 23

答えが④になる理由を教えて欲しいですz😖

問4 小物体が容器の内面から受ける垂直抗力の大きさを表す式として正しい を、次の①~⑥のうちから一つ選べ。 ① mg sino mig sin @ ② mg cost ⑤ mg COS 4 ③ mg tan @ (6) mg tan 8

Ⅱ（3）（ウ）ですが、仕事率U=Pe/tではダメなのですか？

実戦 基礎問 86 磁場中を運動する導体棒 ⅡI される。 図のように、水平と角度0の傾角をもつ導体の 平行レールが間隔で固定されており,上端には 起電力Eの電池Eと可変抵抗器がつないである。 長さ 質量mの細い導体棒ab をレールに直角 にのせ, レールに沿って滑って移動できるように なっている。また,磁束密度Bの一様な磁場が鉛直上向きに加えられており、 重力加速度の大きさはg とする。 導体の電気抵抗や導体棒ab とレールとの 間の摩擦力は無視できるものとして、次の問いに答えよ。 fini I. 可変抵抗器の抵抗がある値のとき,導体棒 ab はレール上で静止した。 ab を流れている電流の大きさはいくらか。 II. 可変抵抗器の抵抗をある値にすると導体棒 ab はレールに沿って上昇し, しばらくすると一定の速さになった。 この等速運動について考える。 (1) 導体棒 ab に発生する誘導起電力はどの向きにいくらか。 (2) このときの可変抵抗器の抵抗値 R を求めよ。 (3) 次の物理量を求めよ。 また,これらの間に成り立つ関係式をかけ。 (ア) 電池が供給する電力 PE (イ) 抵抗で発生する単位時間あたりのジュール熱P (ウ)導体棒 ab を上昇させるための仕事率 U 力学的エネルギーの変化、 外力の仕事 → - 電 a 電池の仕事 抵抗で消費される エネルギー 物理 BP ●電磁誘導とエネルギー保存の法則 金属棒の運動による電磁 誘導では,力学的なエネルギーと電気的エネルギーが相互に変 コンデンサーコイルに 蓄えられるエネルギー E (高知大) 青眼点 力学的なエネルギー金属棒やおもりの運動、外力でチェック。 電気的エネルギー閉回路に含まれる素子(電池など

なぜ、X=Vcosθ×t^とＹsin30°=1/2gt^からX=V^sinθcosθ/gに変形するのですか？

(2) 辺AB上の飛び出す位置を まち B Pとする。 ちょうど最高点に 達したから, このときの速度 は水平方向で速さは Vcose に 等しい。 また, AP = Yとして, 0² 02- (Visinの²= 2(−量/)よりY= 2式より、X= 点Pから落下点Qまでは, 高さ op Ysin 30°の点から初速がVcose の水さぐ唄 平投射である。落下点Q までの水平 Ysin30° 到達距離を X, 落下するまでの時間 として, X = Vcos0.tz, Ysin30°= -1/29th が成り立つ。 V² sin cos ... 1 0=Vsin0- agts が成り立つ。 2 Vsin 0 g OA間の距離がLより, これより, t= ここで,点Pは最高点であることから, 0から Pまでの時間をtとして, L=Vcosts = X = V ① ② 式を比べると, L 2 g (Vsin 0) ² ·② L P 130°Vcose Vcose x v²-vo²=-2gy 2 V² sin cos CONTE g Q -X L+Xx

Aで、なぜcosθがでてくるのかがわかりません

[知識][三角比] 120. 滑車につるした物体の運動 水平とのなす角が0 の粗い斜面上に質量mの物体Aを置き, なめらかに回転 する軽い滑車を通して,質量Mの物体Bと糸でつなげる。 静かにはなすと,Bは下降し始めた。 A, B の加速度の 大きさと糸の張力の大きさを求めよ。 ただし, A 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。 0107 C za イ m A

写真の問題の図2のような状況のときについてですが、なぜ、ACが等電位のとき、BAとBCの電位差は等しいのですか？

27** 面積Sの3枚の金属板 A, B, Cを間隔dで並べ, 図のように電池や導線で結ぶ。 B上の電荷を求めよ。 次 にスイッチ Kを切り, Bを上にxだけ上げたときの BC間の電位差 V' を求めよ。 間隔d のときの容量を C とし、誘電率を とする。 27 A B 4. A CV C 図1 ・Q _+Q V C = - Q+Q = +2CV あとは図2の状態になり à d-x S d-x AI d-x B d+x CE = はじめは、Bが高電位で図1のように 正･負が並ぶ。 Q=CV より B上には , TOTALOQは不 ・Q1 + Q1 = /C1 -C C₂ 図2 + Qz - Q₂ EOS d ď 2d² d2-x2 d 同様に C2 = d+x A, C は等電位 (0V) だから, BA間と BC 間の電位差 V' は等しい。 BA 間 BC 間 1+2 -C d -x Q₁=C₁V' Q2=C2V' Q₁+Q₂= (C₁+C₂) V₁ CV' 一方,Kが切られBが孤立しているので Q₁+Q₂=2CV :. V'_ď²_x² v d2 1 d²−x² .. KI B VL Cd Lc c