⑷でどうしてX軸方向の運動方程式しか成り立たないのか、Ｙ軸方向のことは考えないのかというのと、 どうして重心で考えているのかがよくわかりません

34円運動 万有引力 ◇47. 〈半円形状の面にそった円運動〉 図のように, 半径Rの半円形のなめらかな面を もつ質量Mの台が水平でなめらかな床面上に固 定されている。 半円形の端点Aから質量mの小 A m 0 R 0 物体を静かにはなす。小物体の位置を,小物体とRsing 円の中心を結ぶ線分と水平線 OA がなす角度 0. 0で表す。 また、床面には水平方向右向きにx軸 をとり、半円形の最下点の位置を x=0 とする。 重力加速度の大きさをgとして,次の問いに答え よ。 (1) 小物体が角度0の位置を通過するときの速さ」 を求めよ。 M x 0 (2) このときの小物体が台から受ける垂直抗力の大きさ N と, 台が床面から受ける垂直抗力 の大きさFを,R, M, m, sine, gの中から必要なものを用いて表せ。 また, 横軸に角度 0,縦軸にNとFをとり, Nは実線, Fは破線としてグラフをかけ。 グラフでは, とし、適切な目盛りを振ること。 次に,台の固定を外して小物体をAから静かにはなす。 M = =4 m >+ (3) 小物体が角度の位置を通過するときの速さと,台の速さ Vを,R, M, m, sin 0, X gの中から必要なものを用いて表せ。 このときの小物体の水平方向の位置 x2 と, 半円形の最下点の水平方向の位置 X を R, M, m, cose を用いて表せ。 〔23 電気通信大] 必解 48. 〈ケプラーの法則〉

(3)なぜS1より上の部分は考えないのですか？ S1より上の部分でも強め合うところは無いのですか？

02 図のように,一定波長の平面波の 水面波を,波面と平行に並んだ間隔 5cmの2つのスリットSおよびS2 を通して干渉させた。Sを通り とS2を結ぶ直線に垂直な直線 ST 12cm A2 A1 IS1 T 5cm 平面波 にそって水面の動きを調べたところ, 波が弱め合って, 水位がほとんど 変化しない場所が2つだけ見つかった。 そのうち, Sから遠い方を A1, S に近い方を A2 とすると, S, から A までの距離は12cmであった。

(3)の運動エネルギーの総和の問題で、なぜ2枚目のように解いてはいけないのですか。A,B,C,D全て同じ速さだと思うのですが...

必解 30. <あらい板上の物体の運動〉 物体 D (2m) 物体A(2m) 物体B(3m) 机 物体 C (m) 図のように, 水平な机の上に直方体の物体Aを置 その上に直方体の物体Bをのせる。 Bには物体 Cが, Aには物体Dが,それぞれ糸でつながれてお り,CとDは, 机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, Dの質量は,そ れぞれ, 2m〔kg〕, 3m[kg], m 〔kg〕, 2m [kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが, AとBとの間には摩擦力がはたらく。 初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき, 静かに手をはなして運動のようすを観測する。 運動は紙 面内に限られるものとし, また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。滑車はなめらかで軽く, 糸は軽くて伸び縮みせず、たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさをg 〔m/s'] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに,Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2)このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3)Dがん 〔m〕だけ落下したときの, A, B, C, D の運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで, Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の, AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5)Dがんだけ落下したときの, A, B, C,D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に,Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。ただし、このときのAとBの間 の動摩擦係数を1/3として、次の問いに答えよ。

力のモーメントのつりあいです。 反時計回りと時計回りで考えると思うのですが、水平向きのFが反時計回りの理由を教えてください！ つり合うからなんとなくそうなのかな〜くらいの感覚にしか思えないです🥲 お願いします！！

9 図のように、長さ、質量mで一様 な棒ABの端 B に質量2mの小球を取 り付け,Aに軽い糸を結び点Pからつ るす。 小球に水平方向の力F を加えた ところ、糸PAおよび棒 AB と鉛直線と のなす角度がそれぞれαおよびβと なってつり合った。 重力加速度の大きさ をg とする。 P a A Welcod B B m 2m F × (1) 棒と小球全体の重心Gはどこになるか。 Aからの距離を求めよ。 (2)糸の張力をTとして, 水平方向および鉛直方向での力のつり合い の式をそれぞれ記せ。 (3) A のまわりの力のモーメントのつり合いの式を記せ。 (4) tantan βおよびTを, それぞれm,g, F を用いて表せ。 (岩手大+宮崎大)

赤丸のところでなぜθが2個も出てくるのかわかりません。 教えてください🙇‍♀️

(0) 重心 L 与えら えの の動 いよ りに ) (3)W[N], x[m] をそれぞれ求めよ。 [知識] 141. 棒とおもりのつりあい 図のように、長さL,質量 M の一様な太さの棒を粗い水平面上に置き、棒の一端に, 質量mのおもりをつけた軽い糸をつないで, 糸を定滑車 にかけた。このとき, 棒と水平面のなす角, 糸と鉛直線 のなす角が,ともに0となって静止した。 重力加速度の 大きさをgとして、次の各問に答えよ。 A L m M A (1)点Aを回転軸として、棒にはたらく力のモーメン トのつりあいの式を示せ。 (2) おもりの質量mを, M, 0を用いて表せ。 ヒント (1) 棒が受ける糸の張力を, 棒に平行な方向と垂直な方向に分解して考える。 例題17 (S) T 66 1章 力学 Ⅰ HT A (1) mg cosz0 XL-Mg Cosu 2 2 cos 20 図 1 0 mg mg cos 20 指針棒が受ける力を, 棒に平行な方向と垂直な方向に分解し、垂直 な方向の力の成分を用いて, 力のモーメントのつりあいの式を立てる。 この場合, 点Aのまわりの力のモーメントは,力の垂直成 分) × (点Aと力の作用点間の距離) として表される。 解説 (1) おもりにはたらく力のつりあいから、糸の 張力の大きさはmg となる。 図1のように, 糸が棒に垂 直な方向となす角は20であり, 張力 mg の棒に垂直な 成分の大きさはmgcos20である。 また, 棒の重力 Mg の棒に垂直な成分の大きさはMgcoseである。 これか 垂直抗力 ら, 点Aのまわりの力のモーメントのつりあいの式は, L L2 Mgcose 摩擦力 A Mg m 85

高校物理です。 この剛体が傾く条件がはっきり理解できません。どのような仕組みでこのような不等号が分かりますか？どなたか教えていただきたいですm(_ _)m

⑥ 剛体が傾く条件 m M (a) 引かないとき (b) 引く力 を加え, 大きくしていくとき T (c) Tを大きくし 傾き始めるとき T N 重力の 作用点は 重心 N AN このとき mg mg mg F 力のモーメントはつりあい,Nの作用 点は剛体の端のほうへ移動していく 剛体が傾くかすべりだすかの条件 摩擦力が十分に大きいと仮定して,剛体が傾く F<μN すべる前に 瞬間の摩擦力の大きさFを求める。 傾き始める ② Fと最大摩擦力 μNとの大小関係を考える(μは静止摩擦係数)。 N Nの作用点は 剛体の端 と囲ま 微小区 方形の 和が は、 静止摩擦力 F F>μN 傾く前に すべり始める

なぜ(1)では外力が働き(2)では外力が働かないのですか？

チェック問題 2 図のように, 長さ 質量m のおもりをつけた振り子を60° 60° 傾けて静かに手放すと、 最下点 で, 水平面上に置いてある質量 1 2mの物体に,反発係数 2 の 2m ATOLEA 8. 8分 衝突をした。 水平面と物体との動摩擦係数をμ' とする。 (1) 衝突直前のおもりの速さvo を g, lを用いて求めよ。 (2) 衝突直後の物体の速さ Vを, v を用いて求めよ。 (3) 物体が水平面上をすべった距離L,V,μ'を用いて 求めよ。 T 解説 まず (1) では 「振り子の運動」 (2) 「衝突」 (3) 「物体が 水平面をすべる運動」の3つの運動に完全に分けて, それぞれの運動 とに考えていこう。 (1) まずこの 「振り子の運動」では, おもりには2つの保存則のうち何が使 えるかな? p.165の「マニュアル」 ①②③の手順にしたがって考えてみて。 え~と、おもりには,①糸の張力と重力という外力がはたらいく ているから、運動量は保存しない。 そして、 ②衝突はない。 あ! ③摩擦熱はまったくないから力学的エネルギーは保存するぞ! エクセレント! 図a で, 《力学的エネルギー保存則》 mgl (1-cos 60°) よって、v=vgl 12 後 高さ 0 mvo (2) 次に 「衝突」 でおもりと物体に着目すると 2つの保存則のうち何が使えるかな? えーと。①おもりと物体に着目 すると外力ははたらかないから、 運動量は保存。 でも、あ~! ② の非弾性衝突だから、 衝突熱が発生して力学的エネル ●ギーは保存しないや。そこで、 反発係数の式だ。 前 2m 11 コンッ! オミゴト! 図bのように、衝突後の速度 を仮定し、運動量保存則》より 図b ” を消すと. V = 2 mv=mu+2mV 反発係数の式より、 1 V-v 2 Vo (3) 最後の 「物体が水平面をすべる運動」では,物体の何が保存している かな? うーん。 ①動摩擦力が外力としてはたらくから、運動量は保く 存しないぞ。 また, ②衝突はないな。 そして、 ③摩擦熱が発生 した分、力学的エネルギーも減っちゃっている グレート! 図cで、摩擦熱力学的エネルギーの減少分より. μ'x2mg × L=1×2mV2 2 動摩擦力 こすった 前後 2m 摩擦熱 60° 距離 V +0 高さ 1(1 - cos 60') V2 μ2mg ジョリ よって, L= 2μ'g ジョリ 図 C -Vo a

(3)を教えてください。

1KW 201. ケプラーの法則と万有引力の法則 月は地球を中心とする半径rの円軌道を描くとして、 月の公転周期との関係を求めてみ る。 月が円軌道を描くための向心力は,地球と月との間の万有引力である。 地球と月の質量 をそれぞれ M,m, 月が地球を回る角速度を ω 万有引力定数を G とする。 (1)月が等速円運動するのに必要な向心力の大きさ F1 を求めよ。 \myw² (2)月にはたらく万有引力の大きさ F2を求めよ。 72 (3)周期Tと半径rとの関係として,をG,Mで表せ。 G4-2 2 2π T'= (2) 2=4213 2 mrm² GM 42 r3 GM mrw² m A M Mm G

どなたか T（張力）の式の途中式を教えて欲しいです よろしくお願いします

10 52 m F 52 加速度の大きさ: g,張力の大きさ: F センサー 18 M+m V 解説 17 を正の向 加速度 書き込む。 物体の らくカ をつけ し、エレベーターと小 球それぞれについて, 運動方程式 ma=Fを 立てる。このとき, 鉛 直上向きを正とすると, M+m エレベーターの加速 度の大きさをα, 糸の 張力の大きさをTと F YT T M a mg Mg 複数の物体について, 運動方程式を立てる場合, ①1つ1つの物体に注目。 ②その物体が他の物体 から受ける力を図示。 ③運動方向について, 運動方程式 ma=F を 立てる。 エレベーターにはたらくカ エレベーター: Ma=F-T-Mg 小球にはたらく力 小球: ma=T-mg 求め、 てる。 この2式を連立させて解くと, F a = M+m --g,T= m F M+m

教えてください🙏

[知識 67. 力の分解と成分 ● 8/10.1 向にx軸,垂直な方向にy軸 をとる。 斜面上に置かれた重 さ50Nの物体が受けている 重力のx 成分, v 成分をそれ ぞれ求めよ。 図のように、 斜面に平行な方 (2) AND F=50N 50 N 3.0m amとする x \ OAS.0 4.0m 130° IN ●ヒント 三角比を利用する。 (1)では、直角三角形の各辺の比が3:4:5であることを用いる。