この問題の、2枚目の解説の写真の右側の上から8行目の、2つの小球は重心を中心とした等速円運動すると言えるのがなぜなのかよくわかりません。教えてください。

次の文章を読んで, に適した式または数値を,{}からは適切なも のを一つ選びその番号を,それぞれの解答欄に記入せよ。また,問1では,指示にし たがって, 解答を解答欄に記入せよ。 ただし, 円周率をπ, 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 図1(a)のような自然長Lで質量が無視できるばねの一端に,質量Mで大きさ が無視できる小球を取り付けた。 このばねのばね定数はんである。 一体となった ばねと小球を,なめらかな水平平面上に置き, 小球が付いていない方のばねの端 を,水平平面上の点0に固定した。 ばねは点0のまわりを自由に回転できる。 水平平面上で, 小球を点0のまわりで, ある一定の角速度 ω (ω> 0) 等速 円運動させたとき, ばねは伸びて, 図1(b) のように点0から小球までの距離が ア Rであった。 ばねの復元力により小球には点0の方向へ大きさ イ がかかっている。 また小球には点0から遠ざかる方向へ大きさ 心力がかかっている。 反対の方向へ働くこれらの力の大きさは,いずれも点 0 から小球までの距離に依存する。 すなわち, 角速度が ω の場合に,両者の大き さが等しくなる点0から小球までの距離がRであり,それはk, M, L, ω を用 いて ウ と表される。 の力 の遠 問1 図1(b)の小球が等速円運動を行うための条件を導出し, 角速度w (w> 0)の 範囲で示せ。

この問題の(2)についてで、発生したエネルギーはすべて運動エネルギーに変わるなどと書いてないのに、それ前提で計算をしているのですが、それは書いてないけど、なんとなく察するべきことなのでしょうか？

64 原子核 静止している原子核Xに粒子 a が衝突して原子核Yと粒子bがで きる核反応をX+a → Y+b+Q と表す。ここでQは反応のQ 値と呼ばれ,反応の前後の質量変化に相当するエネルギーである。す なわち, 粒子 a および b の質量をma, mb, 原子核XおよびYの質量 Q= (mx+ma)c-(my+mb) である。 を mx, my とすれば, Q >0の場合は発熱反応であって, Xにa がゆっくり衝突しても核 反応が起こる。一方, Q < 0 の場合は吸熱反応であって, a の運動エ ネルギーによってエネルギーを補給しなければ核反応は起こらない。 このために必要なa の運動エネルギーの最小値をこの反応の(エネル ギー) しきい値という。 I 次の発熱反応について考えよう。 ‘Li+n→ α+[ア+Q ここでLi, 中性子n,α粒子およびアの質量はそれぞれ 6.0135u, 1.0087u, 4.0015u, 3.0155u である。ただし, luは 3 × 102 MeV のエネルギーに相当する。 ア | の原子核は何か。 また、この反応のQ値は何 MeV か。 (2)十分遅い n が静止している Li に衝突して核反応が起こるとき, α 粒子の運動エネルギーを求めよ。 Ⅱ 核反応が吸熱反応である場合のしきい値を求めてみよう。 そこで, 粒子 a がちょうどしきい値に等しい運動エネルギーをもって静止 している原子核 X に衝突するとしよう。 このときのaの速さをU する。 (3)衝突直後, a は Xと一体となり, (ma+mx) の質量をもつ複合核 を作る。a の運動エネルギーから, 複合核の運動エネルギーを差 し引いたものを4Kとする。 AKをma, mxおよびva で表せ。 (4)この4Kが複合核に余分に蓄えられたエネルギーであり,複合 核が短時間後に原子核 Yと粒子bになるとき,質量の不足分は ⊿Kでちょうど補うことができる。 この反応のしきい値をQ, ma およびmxで表せ。 (広島大)

N＝0で離れると書いてあるのになぜ滑り上がる条件に垂直抗力>=0とかいてあるのですか？ 垂直抗力>0ではないのですか？

N ●円筒面上の非等速円運動 半円筒面上の 精講 円運動では,垂直抗力は低い位置ほど小さ くなり、やがて0となる。 物体が面から離れる位置が最高 [N=0 離れる 点ではないので,円筒面に沿って最高点を通過する条件は, 円筒面上を上り始めた点 (出発点)で物体が面から離れない条件と最高点を通過 するための条件をともに満足しなければならない。 Point 22 円筒面上を滑り上がる条件 出発点で,垂直抗力 N≧0 ← 最高点で,運動エネルギー 1/12mo> (mgh) nv² >0 着眼点 円筒面上を滑り降りる場合 N=0 で離れる。 解説 りあいより, (1)点Bを通過する直前では, 物体は斜面上にあると考える。このと きの垂直抗力の大きさを No とすると,斜面に垂直な方向の力のつ

熱機関の仕組みが分かりません。 1秒間に、5.4×10^6Jの熱を取り込こむ。そのうち15%で仕事をして残りは放出する。放出した熱は全て水蒸気を水にするために使われる。 ということですか？ 水蒸気を水にするときは熱を奪わなければいけくないですか？

熱を仕事に変える装置を熱機関という。 熱機関が高熱源から取りこんだ熱量をQ] [J], 利用されずに外部(低温の熱源)に捨てられる熱量をQ2[J] とする。このとき,その差 W=Q1 Q2 が仕事に変えられる。 ある蒸気機関の復水器 (冷却器)では,仕事をしたあと に捨てられる 100℃の水蒸気を毎秒2.0kg ずつ100℃の水にもどしている。そして,この 復水をむだにせずに、 再び高温高圧の水蒸気へ加熱して蒸気機関を動かしている。 100℃の水 の蒸発熱は2.3×103J/g である。この蒸気機関の熱効率が15%であったとする。また, 重 TCA 力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 仕事に変わることなく, 蒸気機関から外部の低熱源へ放出される熱量は毎秒何Jか。 (2)この蒸気機関は高熱源から毎秒何Jの熱を取り入れているか。

この問題のかっこ一って静止衛星が地球の自転周期と同じ周期で回るってことをしてっていなければ解けませんか？ 回答には最初からいきなりこの衛星の周期がTなのでとなり解答が始まっていたのですが、

36 52 地球の質量をM,万有引力定数をG として答えよ。 (1) 地球の自転周期をTとして, 静止衛星の円軌道の半径rをM,G, Tで表せ。 (2) 地球の中心Oから距離rの位置で静 止している物体Aがガス噴射をして静 止衛星になろうとする。 (ア) 静止衛星となるための速さをr, M. G で表せ。 (イ)噴射したガスが無限遠に達するのに 必要な速さuをr, M, G で表せ。 u 中 ガス M A 衛星 v (ウ) 噴射前のガスを含めたAの質量をmo とし,噴射するガスの速 を (イ) の u とする。噴射すべきガスの質量を m で表せ。 (

円運動で鉛筆で囲ったところの説明がいまいち分かりません。円軌道から外れる心配がないとなぜエネルギー保存だけで条件が決まるのでしょうか。また、棒の時は=がつかなくて、糸の時は=がつくのか説明して欲しいです！！

遠心力がまさる 78 力学 Q&A Q はじめの解法では最高点だけで調べていますね。 その前後で円軌道からはずれない保証はあるのです か。 遠心力 V₁ V A 最高点の前だと速さは より速く, したがって 遠心力はより大きい。一方, 重力の半径方向の成分 は小さくなっている。つまり,糸はいやでもピンと 張るわけだ。最高点の後でも同じことだね。 mg mg 71 糸でなく棒で支えられていると,円軌道からはずれる心配がなくなり、今 度はエネルギー保存だけで条件が決まる。 よってvo>2√grで1回転できる (問題53)。問題が糸的か棒的かははっきり区別しなければならない。

物理基礎 ⑵について、この問題で、どうしてbと床との間の摩擦力を考えるだけでいいのかがわかりません。 ab間の摩擦力はいらないのですか？

あらい水平面上に,質量mの物体Aと, 質量 M の物体 な実験 を行った。AとBの間,およびBと水平面の間には摩擦があり,Bと水平面の間の静止陸 擦係数はμ である。 図のように、ばね定数んの軽いばねをAにつけ, 水平右向きに力を加えたが,A,Bは ともに動かなかった。 重力加速度の大きさをgとして,以下の間に答えよ。 (1) A, B それぞれにはたらくすべての力を, 右ページの図中に矢印で示せ。 (2) ばねの伸びがx を超えたときに,A,Bはたがいにすべることなく一体のまま動き出 した。 x はいくらか。 (3)AとBの間の静止摩擦係数は,ある値より大きくなければならない。 その値を, m. M, μo を用いて表せ。 Bと床のまさつで B A 考えている? lllllllll

(ク)の答えについて質問です。 問題文に摩擦力fが与えられているのに、なぜそのfをmaに変換しているんですか？

1942物体の単振動 次の文中の k Bm A IM を埋めよ。 図に示すように, ばね定数んの軽いばねを水平でなめ らかな床の上に置き, その左端を壁に固定した。その右 端には,質量 Mの物体Aを取りつけ, その上に質量mの小さな物体Bをのせた。物体 Aの上面はあらい水平面であるとする。 物体Aを引っ張ってばねを伸ばし,静かにはな すと,物体Aと物体Bは一体となって運動を始めた。 物体の加速度の向きは,図のばね にそった方向の右向きを正とする。 重力加速度の大きさをg とする。 ばねの自然の長さからの伸び,すなわち両物体の変位がx (x>0) のときの両物体の 加速度をαとする。 このとき, 物体Aと物体Bが及ぼしあう摩擦力の大きさをfとする と,物体Bの運動方程式は ma=ア 物体Aの運動方程式は ・① Ma=イ × x + ウ と書き表され, ①式と②式を加えると (M+m)a= エ ② ..... ③ が得られる。 ③式は,x<0 の場合も同様に成立する。 ③式より ばねをd (d> 0) だけ 引き伸ばして物体Aを静かにはなした場合の運動は、振幅がdで角振動数がオ の 単振動であることがわかる。 したがって, 両物体の速さの最大値はdxカ,加速度 の大きさの最大値はキであり, ①式を考慮すると, 物体Bが物体Aの上ですべらず に運動する, すなわち, 物体Aと物体Bが一体となって運動するためには, 物体Aと物 体Bの間の静止摩擦係数がク 以上でなければならない。 [16 関西大 改] → 180, 181

物理の単振動の問題について質問です。 (3)の解説のマーカーを引いているところが分かりません。

192 重心に対する単振動 自然の長さが1、ばね定数が んの軽いばねの両端に,質量Mの物体Aと質量mの物体Bを つけて, 水平でなめらかな床の上に置いた。 全体が静止した状 A B M F0000000004 m 態からAのみに右向きの速度vを与えると, AとBは振動しながら右向きに進んだ。 (1) 重心の速さ vc を求めよ。 (2) ばねが自然の長さのとき, 重心からBまでの距離を求めよ。 (3)Bの運動は,重心から見たとき単振動となる。 この単振動の周期 T を求めよ。 7/30× oer

物理⌇電位差と仕事について質問です。 教科書の記述で納得できない部分があります😭 この文章の｢q(C)の電荷が〜または電圧という。｣の部分は、｢静電気力とつりあうような外力を加えずに、静電気力のみで電荷が移動する｣話をしているのですか？だとしたら変じゃないですか？AからB... 続きを読む

B 電位差と仕事 電位 まで移動するとき, 静電気力がする仕事 WAB [J] は,静電気力による位置 Op. 227 エネルギーの差に等しい。 g[C]の電荷が点A (電位 VA) から点B(電位 VB) 静電気力 がする仕事 WAB A VA 電位差 V U=qV (7) B VB WAB = qVA - QVB = g (VA-VB) (8) 0 静電気力 AB間の電位の差を V = VA-VB とおくと ①図 15 電位差と仕事 WAB = gV (9) と表される。2点間の電位の差を 電位差 または 電圧 という(図 15)。 (electric) potential difference voltage 静電気力とつりあう外力を加えて,電荷をAからBまでゆっくりと 移動させる場合には,この外力がする仕事はWAB となる。