まるで囲った図の重力の分解で重力とy方向に分解した力との間の角がなぜθになるかわかりません。 教えてもらえると嬉しいです。

問題 66 68 鉛直方向: Tsin60° + Tzsin30°-10=0 (2) おもりが受ける力は,図2のようになる。 力のつりあいから 水平方向: Tacos 30°Tcos60°=0 Tsin 60° TA ③ T2sin 30° ...4 T. 60° 30° 式 ③から, Ticos 60° T2cos 30° √3 2 T₂-2 T₁ =0 T=√3T2 ...⑤ 解説(1) 物体は, 重力, 垂直抗力, 弾性力を受け,それらの力はつ りあっている(図)。 弾性力をFとすると, 斜面に平行な方向での力の つりあいから, 垂直抗力 mgsin 0- F-mgsin0=0 F=mgsin0 式④から, 図2 10N √3 T₂ 2 -T₁+ 2 -10=0 mgsino x k これに式 ⑤を代入して、 √√√37₂+-10=0 T2 (2) ばねの縮みをxとする。 (1) の結果を用いて, フックの法則 「F=kx」 から, kx=mgsino 67.2物体のつりあい mg 2=5.0N 2 解答 したがって T=√3T2=1.73×5.0=8.65N 8.7N (1) mg 2 m (2) 2 (3) おもりが受ける力は, 図3のようになる。 力のつりあいから, 水平方向: T2- Tsin45°=0.⑥ T₁ Ticos 45° T₁ 鉛直方向: T, cos 45°-10=0.⑦ 式⑦から, 1-10=0 √2 T=10√2=10×1.41=14.1N 式⑥から, 45° 45°mans 484177₁sin45° T₂ 14 N T₁ T2- -= 0 T₁ 10/2 Tz= = √2 √2 -=10N 【別解】 (1) 図4のよ うに, T., T2の合力と重 力はつりあっている。 し たがって, 0-8001-21+ 指針 台車が受ける力を図示し, それらを斜面に平行な方向と垂直な 方向に分け, 平行な方向での力のつりあいを考える。 なお, 軽い糸は, その両端につながれた台車, おもりに同じ大きさの力をおよぼしている。 解説 (1) 糸の張力の大き さをT とすると, 台車, おも りが受ける力は,図のように 示される。 重力の斜面に平行 な方向の成分は, mgsin 30° であり,その方向での力のつ りあいから, 垂直抗力 T \T_ mgsin30° 4300 Mg mg cos 30° 30° mg 斜面に垂直な方向では. 台車が受ける重力の成分 と、 垂直抗力がつりあっ ている。 糸の張力を求め るには,斜面に垂直な方 向での力のつりあいの を立てる必要はない。 別解】 (1) 直角三角形 この辺の長さの比を利用 て、 重力の斜面に平行 方向の成分 (W) を求 ることもできる。 合力 ① 力①合力( T-mgsin30°=0 T=mgsin30°= mg W. 30° T IXPA 2 み 60° 60° Tz T=T2=10N 3 \30② 160° ② F① 45° (2) おもりが受ける糸の張力の大きさは,台車が受ける張力に等しい。 おもりの質量をMとすると, おもりが受ける力のつりあいから, ② <30° mg ① (2) 図5のように,T, T-Mg=0 Mg=T= mg 2 M= T2 の合力と重力はつり T₂ m 2 mg: Wx=2:1 mg あっている。 68. 弾性力と垂直抗力 Wx= 2 T=10x1 √3 × 図410N 図510N 8JJY 図6 V10N =5.0√3 =5.0×1.73=8.65N 8.7N 7-10x=5.0N (3) 図6のように, T., T2 の合力と重力はつりあっている。 T=10×√2 =10×1.41=14.1N 14N T2=10N 66. 斜面上での力のつりあい 解答 (1) mgsin0 (2) mgsind k 指針 物体が受ける力はつりあっており、斜面に平行な方向について, つりあいの式を立てる。 (1)~(3) それぞれ三 角形の辺の長さの比を利 用して求めている。 解答 (1) 1.0×102N/m (2) 10kg (3) 49N 指針 (1) フックの法則を用いる。 (2) おもりが受ける重力の斜面に 平行な方向の成分と, ばねの弾性力とのつりあいから おもりの質量を 求める。 (3) ばねの伸びは (2) のときと同じなので, 弾性力は変わらない。 弾性力と,重力,垂直抗力のつりあいの式を立てる。 解説(1) ばね定数をkとすると,フックの法則 「F=kx」 から, 10=kx0.10 k=1.0×10°N/m (2) おもりは箱の右側の内壁にちょうど接しており、右側の内壁から は垂直抗力を受けない。 おもりが受ける力は、 図1のように示される。 ばねの弾性力 F は, 「F=kx」 から, F=(1.0×102) x 0.49=49N おもりの質量をm とすると, おもりが受ける斜面に平行な方向の力 のつりあいから, 49-m×9.8sin30°=0 m=10kg ◎問題文では,ぱ びの単位が cm で れているので,m てフックの法則を F[N] 000000 図1 mx 30° 30° mx9 √3 (2) 別解 (2) 直角三角形の辺の長さの比を利用して, 重力の斜面に 平行な方向の成分 (Wx) を求めることもできる(図2)。 図2 (1 mx 42

この問題の（4）のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕

一応式はかけましたが答えが違いました 答えは 鉛直下向きに3.8m/s² 4.9N でした どこが間違っているか教えてくださると嬉しいです

例題③ 糸でつるした物体の運動 質量 0.50kgの物体に軽くて伸びない糸をつけ, 6.0Nの力で鉛直上向きに 引くときの物体の加速度を求めよ。 ただし, 重力加速度の大きさを 9.8m/s 2 とする。 指針 物体にはたらく力を見つけ, 運動方程式を立てる。 解 物体にはたらく力は, 重力と糸が引く力である。 物体にはたらく重力は、 鉛直下向きに0.50kg×9.8m/s 2 となる。 鉛直上向きを正, 加速度をαとおき, 物体の運動 方程式を立てる。 6.0 N 13 at 0.50kg ×α = 6.0N-0.50kg×9.8m/s2 v0.50kg =6.0 N -4.9N=1.1N ×9.8m/s2 よって,a=2.2m/s2 であるから, 加速度は鉛直上向きに 2.2m/s2 4.9 類題2 例題③ で,鉛直上向きに糸が引く力の大きさが3.0N のとき, 物体の加速 度を求めよ。 また, 物体を一定の速さで引き上げているとき, 糸が引く力の大きさは いくらか。

この問題の(3)がわかりません わかる方解説をお願いします🙇

411 キルヒホッフの法則 ■ 図の回路で, E1, E2 は それぞれ12V, 24V の電池, R1, R2, R3 はそれぞれ40Ω, 40Ω 160Ωの抵抗, Sはスイッチである。 初め,スイッチSは開いている。 (1) このとき, 抵抗 R1 に流れる電流Iは何Aか。 (2) 抵抗 R1 と R3 で消費される電力の和Pは何 W か。 次に,スイッチSを閉じた。 a + E1: 12V R: 40Ω b S R2 : 40Ω C + d E2:24V R3 160Ω f (3) 抵抗 R1 に流れる電流は何Aか。 また, R1, R2, R3 に流れる電流の向きはそれぞ れどの向きか。 [拓殖大 改] 例題 79 423,424

3番の問題です。 解説では運動方程式を足して居るのですがこのようにcについての運動方程式だけでは答えを出すことは出来ないのでしょうか？教えてください🙏🏻

90 あらい斜面上のつりあいと運動 傾きの角が 0 のあらい斜面上に質量mの物体Aを置き, Aに結んだ糸 で、図のように, なめらかな滑車を通して質量Mの物体 Bをつるす。Aと斜面との間の静止摩擦係数をμ,動摩 擦係数をμ',重力加速度の大きさをg として, 以下の問 いに答えよ。 ただし, tan>μ とする。 A Im 0 mg ng (1)Bの質量 M が M, より小さいと,Aは斜面下方にすべりだす。 M1をm,μ,0 を用 いて表せ。 (2)Bの質量 M が M2 より大きいと,Aは斜面上方にすべりだす。 M2 をm,μ,0を用 いて表せ。 (3)次に,Bのかわりに質量 M3(>M2) の物体Cをつるしたら, Cは一定の加速度で降下 した。 Cの加速度の大きさαをm, M3, g, μ0 を用いて表せ。 [熊本大 改] 78,79,80,81,82

物理基礎の音の単元です。 教科書の章末問題なのですが、解答しか載っていないので、解説して欲しいです。

初め ③ 弦の振動 図のように,ある振動数のおんさに一様な糸の一 端をつけ、滑車を通して他端におもりをつるした。 おんさを振動させたところ, XY間に腹が2個の 定在波ができた。 糸を伝わる横波の速さをv, XY 間の長さをLとして、次の問いに答えよ。 (1)定在波の振動数を求めよ。 3 (2) XY間の長さをLにしておんさを振動させた。このときの糸を伝わる横波の 波長を求めよ。また,そのときにできる定在波の腹の数は何個か。 (3) XY間の長さをLに戻し、おもりの質量を変えておんさを振動させたところ、腹 が1個の定在波ができた。 このときの糸を伝わる横波の速さを求めよ。 ④ 気柱の振動 図のように,ガラス管にピストンを取りつけ, ピストンを自由に動かすことができるようにす る。管口近くにスピーカーを置き, 振動数が 440Hz の音を出し続ける。 スピーカー p.182 例題 2 ガラス管 ピストン 30 L━ ピストンを管の左端から右へ動かしていくとき, L=18.0cm のところで最初の共 鳴が起こり, L=56.9cm のところで2回目の共鳴が起こった。 次の問いに答えよ。 (1) ガラス管内を伝わっている音波の波長は何cmか。 (2) このときの音速は何m/sか。 (3)2回目の共鳴が起こっているとき、管内の空気の密度が時間的に最も大きく変化 しているところは,管口から何cmのところか。

(2)の問題で質問です。 なぜ点cの物体の速さは0なのでしょうか。 ずっと14m/sと考えてはダメな理由を教えて貰えると 助かります🙏

思考 161. ジェットコースター 図のように、Ca 台車が速さ 14m/sで点Aから出発し,鉛 直面内にある直径7.5mの円形のレールを 一周し,斜面をのぼる。 面はすべてなめら かであるとして,重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 次の各問に答えよ。 水平面か 14m/s 00 らの高さ 68 自 7.5ml A Abo (1) 円形のレールの最高点Bにおける台車の速さはいくらか。 (2) 台車が斜面上の最高点Cに達したとき, 水平面からの高さはいくらになるか。 (3) 円形のレールを外し, 水平面と斜面だけのコースとする。 同じ速さで点Aから出 発したとき,台車が達する最高点Cの高さは変化するか、変化しないか。 例題20

力学　運動方程式の問題です。(2)の部分で、Aが2lだけ落下した時に、なぜBがlだけ上昇するのかいまいちわからない感じです！

A 〈問4-4 右ページ上図のように定滑車にかけた質量の無視できる糸の一端に物体Aを吊る 他端には質量の無視できる動滑車をつけ、天井に固定した。 動滑車には質量 4mの物体Bを吊るしてある。 以下の問いに答えよ。 (1) 物体Aの質量がいくつのとき、物体A, Bは静止するか。 物体Aの質量が7mのとき、物体Aは下降し、物体Bは上昇した。」 (2)物体Aの加速度 α と, 物体Bの加速度 42 の関係を求めよ。 (3)α1 の値を g を使って表せ。 てんだ 解きかた (1) 物体Aの質量をM, 物体A,Bにはたらく張力をそれぞれ T1,T2とし、 物体A、物体B,滑車の3つについての力のつり合いを考えます。 物体A: T = Mg ......① 物体B: T2=4mg ...... ② れだ。 動滑車 : 2T=T2 ......③ ①③式より T₂ = 2Mg ....④ まずは、 ② 2Mg=4mg 式より ゆえに M=2m (2)が2ℓだけ落下した時間をtとすると,その間にBはだけ上昇します。 (答 等加速度運動の式より A: 2l=art² = ......⑤ B:l= azt2 2 ..⑥ ⑤ ⑥式より a=2a2 答 補足一般に、動滑車の変位 x, 速さ, 加速度αは, すべて半分になります。 解きかた (3)(1)と同様に力を設定し、運動方程式を立てます。 [の] [法 から ちょっと 物体A : 7mg-Ti=7ma……① 物体B: T2-4mg = Amaz 8 動滑車 : 2T-T2=0a ...... 9 ⑧ ⑨式よりT2を消去して 2-4mg=4maz ⑩式よりT」を消去して

(3)の三枚目の写真のR’-Rの式がよく分かりません

At t であ 物理 問題Ⅱ 図1のような長さL. 断面積 S, 抵抗値Rの抵抗体 X を考える。この抵抗体Xの左 右の端に大きさVの電圧をかけたとき、抵抗体Xの内部には一様な電場(電界) が生じ るものとする。 自由電子は電場から力を受けて一定の加速度で運動し、抵抗体X内の イオンなどと衝突し、 いったん静止する。 この衝突が一定の時間間隔で繰り返し起こ ると仮定すると、 自由電子の速さは時刻に対して図2のように変化する。 自由電子1個 の質量を電気量e (e>0) 抵抗体Xの単位体積に含まれる自由電子の個数を とする。 S 抵抗体 X 図 1 L 設問(1) 以下の文章が正しい記述になるように, (あ~か)に入る適切な数式をL.S.V. em,n, Tのうち必要なものを用いて表せ。 ( 抵抗体 Xの内部に生じる電場の強さは の大きさは (あ) なので,自由電子の加速度 であり自由電子の平均の速さは (う) 一方、この抵抗体Xの断面を時間の間に通過する自由電子の数は xv4t なので、この抵抗体 X を流れる電流の大きさは したがって, 抵抗体 X の抵抗率は (カ) となる。 である。 (え) (お) xvとなる。 この抵抗体 X に力を加えると,長さはL+4L (4L>0) になり, 断面積はS-AS (4S>0) になった。 この変形において、抵抗体 X の抵抗率は変化しないものとする。 ただし, LAL, S4Sとし, 1>|x|のとき (1+x)=1+pxの近似式を用い,また,微 小量どうしの積を無視するものとする。 設問(2) 抵抗体 X の長さがL+4L, 断面積がS-4Sのときの抵抗値R' を R, L, 4L, S, 4S を用いて表せ。 設問(3) 力が加わり変形しても抵抗体 X の体積が変化しないものとして, R'-R を R, L, 4L を用いて表せ。 速さ ・時刻 T 2T 3T 図2

5行目でtの近似が2.54×10³となっているのですが、計算したら2.545･･･×10³となりました。回答は切り捨てて考えたのでしょうか??それともミスでしょうか??

解答 √gR, 425 考え方 ? 解説 物体にはたらく重力が向心力となって円運動しており,運動方程式をつくること で,速さなどを求めることができる。 物体の速さをとして,運動方程式をつくると, 2 V m = mg R これより, v = √gR (1) (2\m) 地球の半円周は TRであるので, 半周するのに要する時間 t [s] は, TR R 6.4 x 10 6 8.0 × 103 t= =π = : 3.14 × = = 3.14 × ≒ 2.54 × 10's g 9.8 7.0/2 よって, 単位を〔分〕 に直すと, 2.54 × 103 t ≒42分 60