速度の合成の(4)で、CDを求める所からイマイチ理解出来ないので、誰か噛み砕いて教えて欲しいです

1. 速度の合成 図のように、一定の速さで一様に流れる川に浮かぶ船の運動を考える。 船は、静止している水においては一定の速さ vs (vsv) で進み, また、瞬時に 向きを自由に変えられる。 最初, 船は船着場Aにいる。 Aから流れに平行に 下流に向かって距離L離れた地点をB, A から流れに垂直に距離W 離れた地 点をC, Cから流れに平行に下流に離れた地点をDとする。 船の大きさは無 視できるものとする。 C D 川 WW ひろ 三 A M B L (1)地点AとBを直線的に往復する時間 TB を L, vs, v を用いて表せ。 →正 (2) 船首の向きを, AC を結ぶ直線に対してある一定の角度をなすように上流向きに向け, 流れに垂直に 船が進むようにして,地点AとC を直線的に往復する時間 Tc を W, vs, v を用いて表せ。 (3)L=Wのとき, Tc を TB, vs, v を用いて表せ。 また, 時間 Tc と TBのうち長いほうを答えよ。 (4)船首の向きを, AC を結ぶ直線に対し角度8 (80)だけ上流向きに向けて地点Aから船を進めると 地点Dに直線的に到着する。 その後、地点DからCに、流れに平行に進み, 地点Cに到着する。 地 点AからDを経由し Cまで移動するのに要する時間を W, vs, v, 0を用いて表せ。 分解する [21 東京都立大] (4) Ms. M UsW RUSCOSE MS COS Mssing M Ľ 流されてしまう W=uscostAp AからDの時間 W Ł. CAD=COSO CD = (u-ussingtap mussingi Mscost CD=us-utpe と流されたしかり toc= MSCD の時間 M5-1 u-ussing TtAp+toc こ (1-sin) W (Ms-m) Coso W

（2）のθが大きいほど転倒しにくいってどういうことですか？θが大きくなるほど傾きが大きくなって倒れるイメージじゃ無いんですか？教えてください🙇

0.20 TO 0.10 7 20 0.2 Fo - 1 FO=5ON [ 0.20 18 図のように、直方体を傾けてから静かにはなす。 底面の横の長さを [m],底面から 重心Gまでの高さをん [m] とし, 重心Gは直方体の中心軸 (図の破線) 上に、 あるとする。 (1) 直方体をある角より大きく傾けると転倒する。 その角をんとするとき, 取する扉 Nemgつりあう taniをα hで表せ。 (2) 直方体が転倒しにくいのは、重心の位置が高い場合か、低い場合か。 理由とともに説明してみよう。 地面に接して いないかんさつはない a J a (1) tan- h (21)が大きいほど転倒しにくいので tangが大きいほど転倒しにくい tongはんに反比例するので hが小さいほど倒れにくい 6 剛体のつりあい(p.101~103) 長さ/ [m], 質量m [kg] の一様な棒ABがある。 棒のA端をちょうつ がいで壁につけ, B端は軽い糸で鉛直な壁の1点Cに結びつけて、 棒が 水平と30°をなすように固定した。このとき, B, C を結ぶ糸は水平で つりあっている。重力加速度の大きさをg [m/s] とする。 C 1sin 309 (1)糸が棒を引く力の大きさ T [N] を求めよ。 16 130 いから棒にはたらく力の水平成分の大きさ FA [N] と A FA ing costo 8 転倒 高さ0. 面にそ (1) 分 用 9考えて (4) 図の きに の (2) あ

(3)(6) ２枚目の写真のマーカー部分で、なぜF≦μRになるんですか？ FとμRはそれぞれなんの力ですか？

14 * 基 水平な粗い床の上に, なめらかな 斜面をもつ質量 M の台が置かれている。 斜面の角度は30° である。 質量mの小 物体Pが,天井に固定された糸で斜め 上方に引張られ, 斜面上の点Aで静止 していて, 糸が鉛直方向となす角度も 30°である。Pの床からの高さをんとし, 重力加速度をg とする。 P m A M 30° B 30° 01 (1) 糸の張力T, およびPが斜面から受ける垂直抗力 N をそれぞれ求 めよ。 (2)台が床から受ける静止摩擦力F と垂直抗力R をそれぞれ求めよ。 (3) 台と床との間の静止摩擦係数μはいくら以上か。 糸を切るとPは斜面に沿って滑り出した。 一方, 台は静止していた。 (4)Pの加速度α, およびPが斜面から受ける垂直抗力 N2 を求めよ。 (5) 糸を切ってから,Pが斜面を滑り, 下端Bに達するまでに要する 時間を求めよ。 また, Bに達したときの速さを求めよ。 (6) このようにPが斜面上を滑っている間, 台が静止しているために は,台と床との間の静止摩擦係数μはいくら以上であればよいか。 (山形大 + 徳島大)

この類題1の（1）と（2）どっちも分かりません😭解説をお願いします！ ちなみに答えは（1）はmgtanθ、（2）はmg/cosθです！

sin 30° 式①より、 これを式②に代入して, f2 fz=20Nxcos 30°=17.3... N≒17N 50 30 類題1 傾きの角が0のなめらかな斜面上に質量mの物体 を置き、物体に水平方向の力を加えて静止させた。 重力 加速度の大きさをg とする m (1) 戸の大きさを求めよ。 (2)物体が斜面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 ③摩擦が無視できる面を「なめらかな面」という。 第2章 力と運動 57

(4)なぜ衝突直前を考えるのですか？ 初めの状態を考えて、MVcosα+mv=vyとしてはいけないのですか？

28 水平な地面上のP点から質量mの 小物体Aを鉛直に打ち上げ, 同時に Ba V Q点から質量 Mの小球Bを打ち出す。 B の打ち上げ角度αは変化させるこQ とができる。 A の打ち上げの初速を v, 地面 v LA P B の初速をV(>v) とし, 重力加速度をg とする。 A の打ち上げから着地までの時間を求 AがBと衝突しない場合, (1) めよ。 (2) BをAに衝突させるには, 角度 αをいくらにすべきか。 sinα を求 めよ。 (() (3) Aが最高点に達したときに衝突が起こるようにしたい。 そのために は PQ 間の距離をいくらにすればよいか。 α を用いずに表せ(以下, 同様)。 (4) AとBが最も高い位置で衝突し両者は合体した。 合体直後の速度 の水平成分と鉛直成分の大きさはそれぞれいくらか。 (5) AとBは合体した後, 地面に落下した。 P点から落下点までの距 離 x を求めよ。 (センター試験)

(3)はなぜ結果的にW/L=Tbなんですか?

41等加速度運動 A....... 必解 1. 〈速度の合成〉 図のように,一定の速さで一様に流れる川に浮かぶ船の運動 を考える。船は, 静止している水においては一定の速さ C D 標準問題 Us (vs>v) で進み, また, 瞬時に向きを自由に変えられる。 最初, W 船は船着場Aにいる。 Aから流れに平行に下流に向かって距離 L離れた地点を B, A から流れに垂直に距離 W離れた地点をC, Cから流れに平行に下流に離れた地点をDとする。 船の大きさは 無視できるものとする。 (1)地点AとBを直線的に往復する時間 TB を L, Us, v を用いて表せ。 Vε 船 A B (2) 船首の向きを, ACを結ぶ直線に対してある一定の角度をなすように上流向きに向け, 流 れに垂直に船が進むようにして, 地点AとCを直線的に往復する時間 Tc を W, us, vを用 いて表せ。 (3) L=W のとき, Tc を TB, us, v を用いて表せ。 また, 時間 Tc と TB のうち長いほうを答 えよ。 (4) 船首の向きを, AC を結ぶ直線に対し角度 0 (0>0) だけ上流向きに向けて地点Aから船 を進めると,地点Dに直線的に到着する。 その後, 地点DからCに, 流れに平行に進み, 地点Cに到着する。 地点AからDを経由しCまで移動するのに要する時間を W, us, v, 0 を用いて表せ。 〔21 東京都立大〕 解 2. <等加速度直線運動と相対速度〉 (1)高速道路を自動車Aが時速108kmで走行している。この速さは秒速何m に相当するか 答えよ。

(2)はなぜTc/Tbになるのですか? どなたか教えてください🙇‍♀️

41等加速度運動 A....... 必解 1. 〈速度の合成〉 図のように,一定の速さで一様に流れる川に浮かぶ船の運動 を考える。船は, 静止している水においては一定の速さ C D 標準問題 Us (vs>v) で進み, また, 瞬時に向きを自由に変えられる。 最初, W 船は船着場Aにいる。 Aから流れに平行に下流に向かって距離 L離れた地点を B, A から流れに垂直に距離 W離れた地点をC, Cから流れに平行に下流に離れた地点をDとする。 船の大きさは 無視できるものとする。 (1)地点AとBを直線的に往復する時間 TB を L, Us, v を用いて表せ。 Vε 船 A B (2) 船首の向きを, ACを結ぶ直線に対してある一定の角度をなすように上流向きに向け, 流 れに垂直に船が進むようにして, 地点AとCを直線的に往復する時間 Tc を W, us, vを用 いて表せ。 (3) L=W のとき, Tc を TB, us, v を用いて表せ。 また, 時間 Tc と TB のうち長いほうを答 えよ。 (4) 船首の向きを, AC を結ぶ直線に対し角度 0 (0>0) だけ上流向きに向けて地点Aから船 を進めると,地点Dに直線的に到着する。 その後, 地点DからCに, 流れに平行に進み, 地点Cに到着する。 地点AからDを経由しCまで移動するのに要する時間を W, us, v, 0 を用いて表せ。 〔21 東京都立大〕 解 2. <等加速度直線運動と相対速度〉 (1)高速道路を自動車Aが時速108kmで走行している。この速さは秒速何m に相当するか 答えよ。

(4)鉛直方向についてなぜ衝突直前を考えるのですか？ 初めの位置での運動量保存則を立ててMVsinα+mv=vyとしてはいけないのですか？

学 21 28 水平な地面上のP点から質量mの 小物体Aを鉛直に打ち上げ,同時に Q点から質量 M の小球Bを打ち出す。 Ba B の打ち上げ角度αは変化させるこQ とができる。 A の打ち上げの初速を v Bの初速をV(>v) とし, 重力加速度をg とする。 地面 P A (1)AがBと衝突しない場合,Aの打ち上げから着地までの時間を求 めよ。 (2)BをAに衝突させるには,角度αをいくらにすべきか。 sinα を求 めよ。 (3) Aが最高点に達したときに衝突が起こるようにしたい。そのために は PQ 間の距離をいくらにすればよいか。 α を用いずに表せ(以下, 同様)。 (4) AとBが最も高い位置で衝突し両者は合体した。 合体直後の速度 の水平成分と鉛直成分の大きさはそれぞれいくらか。 (5) AとBは合体した後、地面に落下した。 P点から落下点までの距 離x を求めよ。 (センター試験)

センサー物理基礎p19の21 解説お願いします （1）ではなぜ60＝4.0×tになるのでしょうか？川の流れの影響で60m以上船は動いているのではないのですか？赤の矢印ではなくて白の矢印⇒が進んだ距離ですよね？ （2）は1番最初の式からわからないです💦 すみません💦よ... 続きを読む

21 発展 速度の合成 静水上を4.0m/sで進むことができる船 がある。 この船で, 流速4.0m/s, 幅60mの川を渡りたい。 川 の流れと船が向く方向のなす角を0とする。 (1) 対岸へ到達するまでの時間を最短にする場合の, 0 の値と 到達までの時間を求めよ。 (2) 0=60°の向きに向けて進むときの. 船の進む速さと対岸へ 到達するまでの時間を求めよ。 21 (2) ベクトル図を作図して考える。 4.0m/s ↓↓ 60m 21 センサー 1 (1) 21 (1) 0:90° 時間: 15s (2) 速さ: 6.9m/s 時間: 17s 解説(1) 流速に関係なく, 川を垂直に渡る速さが最大のとき, 対岸 へ到達するまでの時間が最短となる。 したがって, 0=90° また,求める時間 川の流れ 船 4.0m/s すると, 60=4.0×t ゆえに, t=15〔s] (2) 右図のように、 速度の合成後は, 川の流れの方向に. 4.0 xcos60°+4.0=6.0[m/s] (2) 川の流れ 川の流れと垂直な方向に, 4.0x sin60°=2√3 [m/s] したがって, 求める船の速さ [m/s] は, 船 4.0m/s v=v62+(2√3)2=4√3 0=60° ≒6.92 60° =6.9[m/s] 川 4.0m/s また, 求める時間を とすると, 60=2v3xtz ゆえに, t2=10√3=17.3=17[s] v[m/s]

斜方投射の問題です。 （2）の途中の計算の部分でオレンジの波線の部分について質問です。 tは(1)で求めたものをそのまま代入しているのは理解出来ているのですが、最初のv0 sinθがどこから来たのかがわかりません。 どなたか教えてください🙇🏻‍♀️🙇🏻‍♀️

5 斜方投射 水平面上で水平面に対して0の角度で小 球を投げ上げた。小球の初速度の大きさをvo[m/s], 重力加 速度の大きさをg 〔m/s2] とする。 Vo 0 (1) 初速度の水平成分 Vox, 鉛直成分 Voy の大きさはそれぞれ 何m/sか。 (2) 小球が最高点に達するまでの時間は何秒か。 また, 最高点の高さんは何mか。 (3) 小球が水平面に落下する点までの水平到達距離は何mか。 (4) 角度を何度にとると, (3)の水平到達距離が最大となるか。 必要があれば 2sincos=sin 20 を用いよ。 例題 2,11