この問題のエネルギー保存で磁場による力F=IBLの仕事と誘導起電力の仕事を考えなくていいのは何故ですか？

実戦 /0 4 基礎問 /18 [注 86 磁場中を運動する導体棒II 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1,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 解 a B」 ょり 0 なっている。また,磁東密度Bの一様な磁場が鉛直上向きに加えられており、 I. (1 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 ンジ 間の摩擦力は無視できるものとして, 次の問いに答えよ。 no ○○OI. 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。 I.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 uになった。この等速運動について考える。 boの 導体棒 abに発生する誘導起電力はどの向きにいくらか。 ODO 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 電池が供給する電力 PE 抵抗で発生する単位時間あたりのジュール熱P bO人 導体棒abを上昇させるための仕事率び る。 場。 (3 (高知大) ●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礎 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 精講 換される。 力学的エネルギーの変化、 電池の仕事 外力の仕事- 抵抗で消費される エネルギー コンデンサー·コイルに 蓄えられるエネルギー 着眼点)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 電気的エネルギー中閉回路に含まれる素子(電池など)でチェック。 発展 エネルギー保存の法則は電磁気系または力学系に分けて考えること もできる。 電磁気系:電池および誘導起電力の仕事の和で考える 力学系 2路

セミナー物理基礎2021の52の問題です。 (2)のL＝½gsina・t²とありますが、これは何の公式でしょうか？　よろしくお願いします

0st コs v>0なので、 g a V> cos0 V 2(a tan0-k) Rの小 52.斜面への斜方投射 解答 11 (1)xA= COSs0·t, yA=U,sin0·t- 2912 -0aia-0 1 (2) =9sinacosa-t", Ya=-59sin'a· (1) Aは, x軸方向に は等速直線運動,y軸方 11 (3) tan0= tana 指針 Aの運動をx, yの各方向に分けて扱う。 Bは, 斜面に沿って 向には初速度vo sin0 の 鉛直投げ上げと同じ運動 をする。 等加速度直線運動をする。移動した距離から, 位置座標を求める。Aと Bが衝突するには, 時刻 をでのA, Bの座標が一致する必要がある。 (1) Aの初速度のx成分 vox, y成分 voyは, Vox= Vo COse, Voy=Vosin@ なので, 時刻 tでの座標 解説 y 0aie (xA, Va)は, 1 VA=Vo sin0·t-gt XA=VoCOs0·t XB=Lcos a (2) Bは, 初速度0,大きさ gsina の加速度で, 斜面に沿って 等加速度直線運動をする。時刻tでの斜面に沿った移動距離 L Lは, L=-gsina-t B 図から,時刻tにおける座標(xp, Va)は, VB=-Lsinα 1 X=Lcosa=→g sina cosa·t? 1 -g sin'α·t (3) 時刻tにおいて, xa=XB, Va=VBが同時に成り立てばよい。 =ーLsina=-9sin'a- e" 2 2 1 Vo COs 0·t= 9sinacosa·t XA=XB 1 Vo sin0·t 9=-ラgsin'a1?…② o円 VA=VB 式2から, Vo sin0·t= -gt"(1-sin'a) ○式のの変形では, 1-sin'a=cos°aを用 ている。 Vo sin0·t= -gt° cos'α この式と式①の辺々を割ると, 1 ;gt°cos'a 00 sin@·t 1 tan0= Vo COs0·t tana 59t° sinacosa 53.高さ制限のある斜方投射

3です モーメントのつりあいを考えて解くことはできないんですか？ 式 xmgcosθ=L/2mgcosθ

新の量復重 思考·判断·表現 33 剛体がすべり出す条件と倒れる条件 8分 太郎君は, 粗い斜面と質量m[kg]の物体を用いて, 粗い斜面と物体 との間の静止摩擦係数μを求める実験を計画した。 図1に示すように, 物体は斜面上に置かれ静止してい な る。この物体は一様な剛体とみなしてよく,1辺の長さ がL[m]の立方体である。辺PQ は水平であり, また, 斜面が水平面となす傾斜角は0[°]である。重力加速度 の大きさをg[m/s°]として, 次の各間に答えよ。 PA 水平面 ート 図1お単 L 切向 y 問1 次の文章の空欄 式を,下の解答群0~®から一つずつ選べ。 斜面から物体にはたらく垂直抗力の大きさは, [N]であり,静止摩擦力の大きさは, 図1における辺 PQ の中点Aを通る鉛直断面を,図2に 示す。斜面から物体にはたらく抗力の作用点は,図2の 点Aから斜面に沿って上向きに3 [m]の位置である。 の解答群:0mg 1 3に入る最も適した 1 2[N]である。 lavim コ em コー A お間は J0 水平面 図2 1 2 mgsin0 3 mg cos0 の mgtan0 6 mgL の解答群:0 O mgLsin0 の mgLcos0 mgLtan0 2 mg mg sine mg cose mgtan0 Lmg 6 2 6 Lmg sin0 2 Lmg tan0 2 の Lmg cos0 受感 L 3の解答群: 0 L(1-sin0) の (L(1-cos0) o L(1-tan0) の 2 2 2 2 L (1-sin0) uL(1-cos0) 。 L(1-tan0) L 2 6 2 2 第1章 運動と工ネルギー

赤丸の意味がわからないです 教えてくださいー

八力又 リ 例題2) (2) 体重計が示す値は何kgであるか。 の立場) 力,遠心 最小の れらの 傾角0のなめらかな斜面 R a 208. 台車の運動と慣性力 をもつ台車が,水平面上に置かれている。斜面上の頂 点に糸の一端をつけて, 他端に質量 mの物体をつなぎ, 斜面上に置く。台車に力を加え, 大きさaのある加速 度で等加速度直線運動をさせたとき,物体は,斜面に 対して静止したままであった。重力加速度の大きさをgとする。 このときの糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 加速度の大きさaがある値 a。をこえると,物体が斜面上向きにすべり始めた。an を求めよ。 m いる。 01 発展 COS 図 を滑 例題27 力加 台目

(イ)なのですがなぜ垂直抗力Nの作用点がOを通るのですか？

セント 15 〈半円形の剛体のつりあい) い)垂直抗力の大きさは, 半円に接する床面に垂直な方向の力のつりあいから求める。 水平面上であっても Mgと等し (3、ア 剛体にはたらく力がすべて鉛直方向なので, 腕の長さを AB方向にとるのではなく, 水平方向(力と垂直な方向 いとは限らないことに注意する。 にとるとよい。 の剛体が床から離れる瞬間,垂直抗力の大きさが0 となる。 F r cosé -OGsin@ い) 剛体にはたらく力(糸に加えた力F, 重力 Mg. 垂直抗力N)を図示すると図 aのようになる。剛体にはたらく力の鉛直方向の力のつりあいの式より F+N=Mg Ar HO よって N=Mg-F B G4N (う)点Aと点0の水平方向の距離は rcosθであるので, 力のモーメントの式 「M=F×l」」より F×rcos0=Frcos@ (a) 向きは図aより 時計回り Mgy 図a 4 (ア)重心Gと点0の水平方向の距離は OGsin0=ーrsin0 であるので, 力 3元 4Mg,sin0 のモーメントの式より Mg×ーrsin0=- 3元 4 3π (b) 向きは図aより 反時計回り (イ)垂直抗力 Nは作用線が点Oを通るので腕の長さが0, すなわち, 力のモー メントは0である。 (は)点0のまわりの力のモーメントのつりあいの式より 全※A 力のモーメントの反 時計回りを正として,力のモ ーメントの和が0と考えても よい。 ※A← 4Mgysin0 3元F ※B← tan 0= 4Mg Frcos0= よって 2 4Mg, (-Frcos 0)+ 3元 Lrsin0=0 3元 (ウ)剛体が床から離れる瞬間, 垂直抗力の大きさが0となる。このときの限界 の力の大きさをF。とすると, ①式より N=0=Mg-F。 よって Fo=Mg (エ) F=F。 のときの角度が 0。なので, ②式より 3元F。_3πMg _3 4Mg 合※B カFが大きくなると、 の式より tan0 が大きくなる ので,剛体の傾き 0が大きく なる。 tan Oo= 4Mg ニール 4

斜方投射の式なのですが、なぜ、付箋の赤線の部分があるのでしょうか？ 鉛直投げ上げの運動の式と同じだからでしょうか？

成分 ひ[m/s)と位置x [m]は, O三角比·三角関数 し、= Uo COsO (29) Op.44, 263 ベクトルの分解,成分©p.264 2式中の「·」は掛け算を意味する。 鉛直方向には,初速度 vosin0[m/s] の鉛直投げ上げと同じ運勤をする。 時刻t(s) におけるy軸方向の速度の成分 v,[m/s]と位置 y[m]は,次式で …(30) x= U, COs0·t される。 U,= osin0-gt (31) 鉛直投げ上げの式(Op.29) 式(21) v= Vo-gt 1 式(22) y=Vot-- 2912 1 y= Vo sin0·t- … (32) gt? 2 途中計算 式(30)から, t= V0 COse ると、 物 Lられる。 x これを式(32)に代入する。 Vgs Vosin@-gt 33) x 1 y= Us Sine- x Uo COsO 2 VOCOS =tane-ー g 206°cos?0* なゼータをされるのか こv6simotーままで は一定時間ごとの 速度変化を表す。 そ の向きは鉛直下向き、 大きさは一定である。 V- -9 7などーまむてれるのか Vc 10 等速直線運動 図3 斜方投射物体の速さ vは, ひ=/v,?+v,?となる。速度の向きは,その点にお「 ー o sin0 進む向きであり, 方向は, 軌道の接線方向に一致する。 り4

物理基礎、等加速度直線運動の問題です。 (2),(5),(7)は全て有効数字は二桁ですよね。 なぜ答えは一桁なのでしょうか。 明日、中間テストがあります。至急お願いします。

Os間移動した。この間の変 位は,どちら向きに何mか。 解右向きを正とすると, vo=3.0m/s. a=-2.0m/s?, t=6.0sであり、 (7) 物体が右向きに2.5m/s の初速度で進み, 4.0s 後の変位は,右向きに2.0mであった。加速度 は,どちら向きに何 m/s° か。 1 エ= tol+a=3.0×6.0+→×(-2.0)×6.0° = - 18m 左向きに 18m 計算結果が負になる場合は, 正の向きと逆向き であることを示している。 (8) 物体が左向きに3.5m/s の初速度で進み, 2.0s 後の変位は,左向きに4.0mであった。 加速度 は、どちら向きに何 m/s° か。 (1) 物体が右向きに6.0m/sの初速度,左向きに 2.0m/s° の加速度で1.0s間移動した。この問 の変位は,どちら向きに何mか。 (9) 物体が左向きに2.0m/s の初速度で進み,8.0s 後の変位は,右向きに 64m であった。加速度 は,どちら向きに何 m/s° か。 (2) )物体が右向きに7.0m/sの初速度, 左向きに 2.5m/s°の加速度で2.0s間移動した。この間 の変位は、どちら向きに何mか。 (10) 物体が右向きに2.5m/s の初速度, 左向きに 1.0m/s° の加速度で運動した。変位が左向きに 3.0m となるのは何s後か。 (3) 物体が左向きに12m/s の初速度,右向きに 1.5m/s° の加速度で4.0s間移動した。この間 の変位は,どちら向きに何m か。 5.0 (1) 物体が左向きに2.5m/s の初速度.右向きに 5.0m/s°の加速度で運動した。変位が右向きに 15mとなるのは何s後か。 (4)物体が左向きに4.0m/s の初速度,右向きに 6.0m/s°の加速度で3.0s間移動した。この間 の変位は,どちら向きに何mか。 も0 (12 物体が右向きに6.0m/s の初速度,左向きに 2.0m/s° の加速度で運動した。変位が0となる (5) 物体が右向きに15m/s の初速度,左向きに 4.0m/s° の加速度で8.0s間移動した。この間 の変位は,どちら向きに何mか。 のは何s後か。 0.8

教えてください。 力学の分野です。

チェック&演習問題 57 あらい台上を単振動する物体 5分 次の文章中の空欄 [ア] · [イ] に入れる式の組合せとして正しいものを1つ選べ 図のように,質量mの物体があらい水平な台の上に置かれている。台を水平方向に振恒。 角振動数oで単振動させるとき,台に乗った観測者からみて, 物体にはたらく慣性力の大き さの最大値 Fiは [ ア ] である。角振動数 oを0からゆっくり増大させると, F,の値。 [イ]を超えたときに,物体はすべり始める。ただし, 物体と台の間の静止摩擦係新。 ; 動摩擦係数をμ', 重力加速度の大きさをgとし, 物体の底面は常に台に接しているもの とする。 ア イ m A。 pmg Ao p'mg Ao? Fッkx pmg Ao? p mg = Aかげ mAの pmg mAの p'mg mAo? pmg mAo? pmg 2015本試 - 39 ② @6 66@

（1）と（2）でS1を分解しているのと、mgを分解してるのとで、違っていますが、どうやって分解する力を決めているのか教えてください。

58.振り子の糸の張力 長さ1の軽い糸aの一端に質量m のおもりをつけ,これを天井からつり下げた。別の糸bをおも りにつけて水平方向に引くと, 糸aと鉛直方向のなす角が0の ところでおもりは静止した。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) このとき, 糸aの張力の大きさ S. を求めよ。 (2) 次に、糸bを静かに切る。糸bを切った直後の,糸aの張力の大きさ S。 を求めよ。 (3) おもりが最下点を通過する瞬間の,糸aの張力の大きさ Ss を求めよ。 例題15,64 0 糸a 糸b

物理基礎について 摩擦力と運動方程式の問題です。 なぜ（1）は加速度aがつくのに（2）は加速度がなくなっているのでしょうか。

チェック問題 1 運動方程式の立て方 標準10分 右の図のように,傾き0が 自由に変えられる板の上に質 量Mの物体Aを乗せ, 軽い糸 でなめらかな滑車を通し質量 mのおもりBをつるした。物 体Aと斜面との静止摩擦係数 を Lo, 動摩擦係数をμとして,次の問いに答えよ。 (1) 0=0つまり板を水平としたとき, Bは下降した。その加 速度の大きさa,を求めよ。 (2) 0=0,のとき, Aが斜面下方へすべり始めた。μoを求めよ。 (3) 0>0,のときのBの上昇加速度の大きさ a2を求めよ。 M A m B 0 解説(1) 図aで, 糸は軽いので,両端の張力カTは等しい。 Aは「もうすべっている」 (p.41)ので、 動摩擦力uNを受ける。 (運動方程式の立て方》(p.56)で、 Step1 Aは右向き, Bは下向きの同じ 大きさ a,の加速度をもつ。 Step2 図のように軸を立てる。 Step3 Aについて, Y4 x 必ず a, N A 等しい T UN T Mg B X a, *mg 図a x:運動方程式: Ma,=+T-μN…① 9:力のつり合いの式: N=Mg…② Bについて、 a,と同じ向きの力は 正,逆向きの力は負 X:運動方程式 ma,=+mg-T.③ の+3より、 Tを消すためのおき →ナットクイメージー (M+m)a,=mgー μN まりの式変形) のを代入して,aについて解くと, m→oにもっていくと, 4→g つまり, Bの自由落下に近づく m-uM a= M+m g. 第5章 運動方程式 59