(1)でどうしてcos(90°-30°)となるのでしょうかтᯅт

例題① 仕事 質量50kgのスキーヤーが,傾きの角 30°の斜面に沿って雪面上を200m すべり た。 このとき, スキーヤーには斜面か ら大きさ 30N の一定の摩擦力がはたらい ていた。重力加速度の大きさを9.8m/s2として,次の問いに答えよ。 (1) 斜面をすべりおりる間に, スキーヤーにはたらく重力がした仕事はいくらか。 (2) この間に、斜面からスキーヤーにはたらく垂直抗力がした仕事はいくらか。 (3) この間に、斜面からスキーヤーにはたらく摩擦力がした仕事はいくらか。 (4) この間に,スキーヤーにはたらく合力がした仕事はいくらか。 指針 合力がした仕事は,それぞれの力がした仕事の和に等しいことに着目する。 解 (1) 重力がした仕事を W. [J] とすると, 「W=Fscose」 より,垂直抗力 W=50kg×9.8m/s2x200mxcos(90°-30°)=4.9×10 J p.89式(2) 摩擦力 (2) 垂直抗力がした仕事を W2 [J] とすると, 垂直抗力の 向きは斜面に垂直であり、常に変位の向きと垂直なの で, cos 90°= 0 だから, W2=0J (3) 摩擦力 (動摩擦力) がした仕事を W3 〔J〕 とすると, W3 = 30N ×200mxcos180°=-6.0×10°J 変位 90°-30° 30° (4) スキーヤーにはたらく合力がした仕事を W [J] とすると, Wはそれぞれの力 (重力, 垂直抗力、摩擦力)がした仕事の和に等しいので, W=W1+W2+W=4.9×10J+0J+(-6.0×10°J) = 4.3×10'J 重力

どうして(1)で遠心力を考慮していないのでしょうか？速くすればするほどmrω²/sinθ分大きくなっていくのではないのでしょうか？

基本例題12 円錐振り子 図のように、長さの糸の一端を固定し、他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをyとして, 次の各問に答えよ｡ (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には, おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として、水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1) では,鉛直方向の力のつりあいの式(2) では円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。なお,円運動の半径はUsin0 である。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scost=mg mg coso S = - こ S Scost Ssine img (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0mgtan0が向 心力となる。 運動方程式 mrw² = F から、 m (Usind) w2=mgtan0 周期T は,T= 2π W 基本問題 55,56,57 = =2π 00 (= Icoso g g l cos 0 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって みえる。 力のつりあ いの式を立てると, (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (Isine) w²-mg tan0=0 m m (Isin) w² Ssin0=mgtan mg 【Point 向心力は、重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく、円運動を生じさせる 原因となる力の総称で、 常に円の中心を向く。 第Ⅰ章 力学

（2） 波線のところで、長さがそれぞれlsin30°,lcos30º/2になる理由が分かりません。解説をお願いします🙇‍♀️

MOS ZON 133. 棒のつりあい 図のように、長さ、重さWの一様な太 さの棒の一端を壁にちょうつがいで固定し、他端に糸をつけて, 棒が水平と30°の角度となるように糸を水平にして壁に固定 した。 次の各問に答えよ。 (1) 棒が受ける重力 W. 糸の張力 T. ちょうつがいから受け る力の水平成分 N, 鉛直成分Fを図中に示せ。 (2) 棒が受ける力の水平方向と鉛直方向のつりあいの式, およびちょうつがいを回転 の中心とした力のモーメントのつりあいの式を示せ。 (3) T. N. Fの大きさを, W を用いてそれぞれ求めよ。 130° 例題15

黄色のマーカー引いてる所がわかりません。 （1）のｙ成分はなぜ−g cosθになるのでしょうか。 なぜ−がつくのかがわかりません。

口 発展例題5 斜面への斜方投射 [物理 図のように,傾斜角 0の斜面上の点Oから, 斜面と垂直な 向きに小球を初速v で投げ出したところ, 小球は斜面上の 点Pに落下した。 重力加速度の大きさをgとして,次の各問 答え 指針 重力加速度を斜面に平行な方向と垂 直な方向に分解する。 このとき, 各方向における 小球の運動は,重力加速度の成分を加速度とする 等加速度直線運動となる。 ■解説 (1) 斜面に平行な方向 にx軸、垂直な方向に y軸をとる (図)。 重力 加速度のx成分,y成 分は,それぞれ次のよ うに表される。 O (1) 小球を投げ出してから, 斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 (2) OP 間の距離を求めよ。 y -gcosoi 2 gsin g P x 成分 : gsin0 y成分: -gcose 方向の運動に着目する。 小球が斜面から最も はなれるとき, y方向の速度成分vy が 0 となる。 求める時間を とすると, 「vy=v-gcoset] の式から, 0=v-gcose・t t₁ = Vo gcoso (2) Pはy=0 の点であり, 落下するまでの時間 をもとして, 「y=vot-- - 1/27g cost ・f2」の式から, 0=vol2-1212gcos0.12 0=1₂(vo-cost-t₂) t> 0 から, t₂ = 200 gcoso 発展問題 48,52 Vo O x 方向の運動に着目すると, x=-12gsinet か ら, OP間の距離xは, x= =1/29s gsino.t=1212gsine. 2v" tan0 gcoso P 200 gcoso Point 方向の等加速度直線運動は, 折り返 し地点の前後で対称である。 y=0 から方向 の最高点に達するまでの時間と, 最高点から再 びy=0 に達するまでの時間は等しく, t=2t, としてを求めることもできる。

どのように計算したら解答のようになるのか分かりません…良ければ計算過程を教えてほしいです…！

VANCOU 以解 70 斜面とともに動く物体傾きの角のなめらかな斜面 上に物体をのせ,台を水平方向に一定の加速度の大きさaで 動かして,物体を斜面上で静止させるには,αの値をいくら にすればよいか。重力加速度の大きさをgとする。 ○ a→ LO . 0 mの板を置

問3で私の答えが5番になったのですが答えは2で、どこが違ってきているか分かりません。

- Cosy) 9 0 分 直後での運動量保 **第18問 次の文章を読み、下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 【10分 図1のように水平な床の上に半頂角0の円錐をその軸が鉛直になるように固定 した。円錐の頂点から質量mの小球が長さの軽い糸でつるされており、円錐 と接しながら角速度で等速円運動をしている。 糸は伸び縮みせず。円錐面はなめ らかである。ただし、重力加速度の大きさをgとする。 とする 0 問 等速円運動の周期はいくらか。 正しいものを、次の①~⑥のうちから一 つ選べ。 T= 1 会 20 mgsin+lucos²8) O' m (gcose + lu'sin¹0) 2x W w² (r-mlsing) = gross and rw²³-mew singsing cos 問2 小球が糸から受ける張力の大きさSはいくらか。 正しいものを次の①~8 のうちから一つ選べ。 S 2 17 W 2x 2 m (gsinf-lo cos³0) mr W=gsind cost + me ursing 4mgcost-la'sin³0) mairt (gos + sin() W² = [sing wire w f =mrw² (0) (050)-1) b = 2,415 M Tsint F Tco₂0 mg J 20 I (groso + lu² sino) cost = g U₁² 11 groso sino 問3 をいろいろ変えて小球を等速円運動させるとき、小球にはたらく垂直抗力 の大きさは図2のように変化した｡ 図2のc)はいくらか。 正しいものを､下 の①⑤のうちから一つ選べ。 03 m = mg sing w²=lgsing 〒53 0 mr 4 masin mg (050+ lw²siño) = [ 9 V Isin __w² T mut sing gcos T mg sine + N mg coso 2 QF mg 1030 Im CO₂O mg Burg mycose + ml wsing T T my co me sinfu = ((stein² ou ² ) 9 Icos my cosp 図2 Ex mg = m + cos w² g r como e COD w² mgsing N mesingumasing macoso I + me sinow sint ex=lsing gsin 1 Tsing BSAJN + == T-mg cose my 00 Aug Tcose + Nsin0 = mg) Ttanf Too 30 My he ca = 3 mrw² mg _ru tand: g w² wid. ₂N

抗力Nを求める問題で、解答ではmgを分解して N+mgcosθ=mv²/r になっているのは分かるんですがNとmv²/rを分解してNcosθ+mg=(mv²/r)cosθ とするとなぜ出来ないのか知りたいです

mg 46 はなれないで 回転するには・・・ Vo B O A & p Mr Cost Naas mg %b1s

解答は分母がcos(θ－α)だったのですが、cos(α－θ)でも合ってますか？ 加法定理を使った時、 cosαcosθ+sinαsinθとcosθcosα+sinθsinαの違いが分かりません。解説をお願いします🙇‍♀️

〔2〕 図2のように,軽い糸でつるされた質量mの小球が、 あらい水平面上に置 S かれた質量Mの半円柱上の点Pで静止している。 小球と半円柱との間に摩擦 力ははたらかないものとする。図2の半円は点Pを含む半円柱の断面を表 DECO 87 π す。 半円の中心を0とし、 直線 OPが水平面となす角を0(0<< ) 糸 が鉛直方向となす角をα ( 0 <α < 0) とする。 重力加速度の大きさを」とし OHON MAA て、以下の問いに答えよ。 ただし, 問4の解答にあたっては, 計算の過程も簡 潔に示すこと。 SHOTA JJS088 の 半円柱 0 図2 0 糸 A. E wt a 17-11 P 小球 wt √² Fo a W2 問1 糸の張力の大きさを T, 小球が半円柱から受ける垂直抗力の大きさをN として, 小球に対する水平方向と鉛直方向のつり合いの式をそれぞれ書 け｡ 問2 張力の大きさT と垂直抗力の大きさ N をそれぞれ求めよ。 HARDS IN $303 AJDAR+JUMAM モットス

なんで赤マーカーの部分の式になるのか教えてください！！

例題 16 鉛直面内の円運動 |図の半径r[m]のなめらかな半円筒の内面の最下点Aに向 |かって,質量m[kg] の小球を水平方向に速さ v[m/s] で |すべらせた。 重力加速度の大きさを g[m/s2] とする。 (1) 小球が図の点Bを通るときの速さvB[m/s] と,面か ら受ける垂直抗力の大きさ NB [N] を求めよ。 (2) 小球が半円筒の最高点Cを通過するためには, v が ある大きさ min以上である必要がある。 Umin [m/s] を 求めよ｡ 指針 (2) 垂直抗力が0にならなければ、小球は面から離れない。 解 (1) 点Aを含む水平面を重力による位置 エネルギーの基準水平面とすると, 点Aと点B間での力学的エネルギー 保存則より mvp2 + mgr (1 + cos0 ) mvo² = 21/12/2 よってUB = √vo²2gr (1 + cos0) [m/s] 2 小球とともに円運動する立場で考えると, 半円筒の中心方向にはたらく力のつりあ いより 2 UB mgcose + NB - m = :0 ...2 r 002 ①, ②式より NB=m r rcoso - 0 B r C STYJERS IC mg (2+3cos0) [N] Vo A UB NB 接線方向 の慣性力 0 A mg coso B mg 中心方向は,重力の中心方 向成分, 垂直抗力, 遠心力 の3力がつりあっている。 UBT

(3)(4)が分かりません💦 詳しく解説して頂けると嬉しいです✨🙇‍♀️ 答えは2つ目の写真ですm(*_ _)m

◆ 43 自由落下と斜方投射■ 図のように, 原点O からx軸方向にだけ離れた点Bの真上で, 高さん の点をAとする。 時刻 t=0 に点Aから小さな物体 を自由落下させると同時に, 点Oから初速0で弾丸 を水平と角をなす方向に発射した。 重力加速度の 大きさをgとして,以下の問いに答えよ。 (1) 点Oから初速v, 水平と角0 をなす方向に発射 された弾丸がx=l に到達したときのy座標yを求めよ。 (2) 弾丸が物体に必ず命中するためには, 0, l, んの間にどんな関係があればよいか。 (3) 弾丸が物体に命中するまでの時間 to を, v, l, hを用いて表せ。 (4) OB が地面の場合, 物体が点Bに落下するまでに弾丸が必ず命中するためには, は どのような条件を満たさなければならないか。 h, l, g を用いて表せ。 0 0 B X