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物理 高校生

この問題は、等速円運動ではない円運動をしていますよね? 等速円運動ではないのに、等速円運動の運動方程式(F=m×r分のv2乗)を使えるのはなぜですか?

遠心力に関係した身近なものとしては,洗濯機や遊園地のループ式ジェットコースターなどがある。 例題15 鉛直面内での円運動 右図のような, 半径[m〕のなめらかな円筒面に向 けて,質量m〔kg〕 の小物体を大きさ [m/s] の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。 重力加速度の 大きさをg〔m/s'] とする。 53 58 62 B C P (1) 鉛直線となす角が0の点(図の点C) を通過すると きの, 小物体の速さと面から受ける垂直抗力の大き さを求めよ。 人 (2)小物体が点Bを通過するための の条件を求めよ。 Um 0.0& m Vo センサー 14 円運動では,地上から見てる 解くか、物体から見て解く かを決める。 解答 (1) Cでの小物体の速さを [m/s] とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より, Bmgcose N C 1 1 ,2= mvo mv+mg(r+rcost) ① 地上から見る場合 2 遠心力は考えず,力を円の 半径方向と接線方向に分解 し円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 ゆえに、 cos00 mg ......① 12 m-=F r または mrw²=F ② 物体から見る場合 遠心力を考え、力を円の半 径方向と接線方向に分解し, 半径方向のつり合いの式を 立てる。 ※どちらでも解ける。 ● センサー 15 v= vv-2gr(1+cos0)[m/s] 垂直抗力の大きさを N[N] とすると, 地上から見た円運動の運動方程式は, v² m =N+mg cose r これを代入し、整理すると, 2 mvo N= -mg (2+3cos) 〔N〕 r ......② 別解 小物体から見ると, 円の半径方向にはたらく力は、実際 にはたらく力のほかに、円の中心から遠ざかる向き に遠心力がはたらいている。 半径方向の力のつり r 物体が面に接しているとき, 垂直抗力 N ≧0 合いより, m01.0 v² ◆N+mg cose-m - 00 (量的関係は上と同じ) (1) 水平面を重力による位置 エネルギーの基準面とする。 r 非等速円運動では、円の接線方向にも加速度があり、物体か ら見た場合、接線方向での力のつり合いを考えるためには,接 線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2)(1)より, 00 [ad] では, 0が小さくなるにつれて, 0, Nはともに減少していく。 点Bを通過するためには,点B で0かつN≧0 であればよい。 ①より, 8 = 0 を”に代 入して, v = √vo²-4gr よって, v4gr>0 ゆえに mvo また,②より 8=0をNに代入して, N= 5mg ④を比較すると, N≧0(面から離れない条件) が の条件を決めることになる。 2 mvo よって, -5mg≥0 ゆえに、r r ③④がともに成り立つためには、ひ≧√5gr 5

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物理 高校生

基本例題68の(2)で どうしてグラフの交点が答えになるのでしょうか

9:26 5月11日 (土) ... 例題 解説動画 @ 93% 題 485 基本例題68 非直線抵抗 物理 基本問題 487, 489 E₁ d 図のような特性をもつ白熱電球Lと200Ωの抵抗Rを直 列に接続し、内部抵抗が無視できる起電力100Vの電池に 電流 [A] 1.0 e CD つなぐ。次の各問に答えよ。 0.8 E2 f (1) 白熱電球Lの両端の電圧をV, 回路を流れる電流を0.6 Iとして,VとIの関係式を示せ。 0.4 0.2 (2) 回路を流れる電流の大きさを求めよ。 電圧[V] -, 計算 (3) 白熱電球Lで消費される電力を求めよ。 0 20 40 60 80 100 これか 負なの 。 =0.40A, 指針 (1) 白熱電球Lの両端の電圧Vと, 抵抗Rの両端の電圧の和が, 100V になること を利用して式を立てる。 となる。 V+200I=100 (またはV=100-200I) [A] ↑ 第V章 電気 き,電 向き の符号 略の取 閉回路 ■解説 の閉回 式 (1)回路は,図のよう に示される。 R の両端 の電圧は200I であり, これとVの和が100V (2) (1)で求めたVとIの関係を特性曲線のグラ フに描くと, 特性曲線との交点の値が, 回路を 流れる電流I, 白熱電球にかかる電圧Vとなる。 (3) 「P=VI」 の式を用いる。 (2) (1)の結果を特性 曲線のグラフに示す と、図のようになる。 交点を読み取ると, I=0.40A (3)(2)のグラフの交 点から, V=20Vと 0.4 V=100-200 R 200Ω 0 20 100[V] TKV- 200g I 100V|| 読み取れる。 求める電力をPとすると,Lにか かる電圧がV, Lを流れる電流がIなので, P=VI=20×0.40 = 8.0W 題 486 基本問題 [知識 473.電流と電子の速さ 断面積 2.0×10m²のアルミニウムの導線に, 4.8Aの電流が れてマン 3 + + not* × 1028 愛のな

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物理 高校生

フォローアップドリル物理基礎の問題なのですが、等速直線運動のグラフの書き方がよくわかりません😓 この問題のメモリは、どうなっているのでしょうか?😭 数値さえ取れていればいいんでしょうか😥

までに進んだ距離(m) は の式 2.0 にp=2.0m/s を代入して, x=2.01 となる。これ は原点を通り,傾き2.0m/sの直線である(右図)。 (1) 自動車Aが時刻0秒から4.0秒間 速さ 5.0m/s) 等速直線運動をした。 Aの運動を図に表せ。 Aの進んだ距離 x[m] を pt図から求めよ。 単位 ミスリ XAの運動を図に表せ [m/s] 200m/s x (m) 3.0 (s) x (m) 6.0 0 3.0 (s) (3)自動車が時刻秒から 8.0秒間ある速さで 等速直線運動をし 32m進んだ。 (a) Aの運動を図に表せ (b) Aの速さ [m/s] を から求めよ。 8132 x[m] 32 。 (4.0m/s ☆Aの運動を-1図に表せ。 320 x-1 [P] [m/s] [1] 4,0 4.0((s) [s] (2) 等速直線運動をしている自動車Aの図が下 図のように表されるとする。 (a) A の進んだ距離[m] を v-t図から求めよ。 5.0×2.0=10. 10m (b) A の運動を x-1 図に表せ。 v (m/s) 8.0 ((5) (4) 等速直線運動をしている自動車のxt図が下 図のように表されるとする。 (a) A の速さ [m/s] を x-t図から求めよ。 1.5 23 1.5 m/s (b) Aの運動を v-t図に表せ。 x-t x(m)+ 第1図 x [m] 1 [図] (m/s) 5.0 0 1[(s) amis AD 3.0 2.0 ((s) 1.5 f(s) 2.0 7 D

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