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物理 高校生

この問題の(1)において、参考書では鉛直方向で考えて S=mg/cosθと出していますが、僕のように考えてS=mgcosθとなっちゃう場合もありませんか? なにがダメなのか教えて欲しいです🙏

216 Chapter 8円運動 8-4 問8-4 角速度で回転する円板に, 支柱を取りつける。 質量mのおもり おもりに糸をつけ、支 柱の頂点に結びつけたところ, 支柱と糸は角度をなして静止した。おもりと回転 の中心の距離をとし、以下の問いに答えよ。 ただし重力加速度の大きさをgとする。 (1)糸の張力の大きさを,m, g, 0を使って表せ。 (2) 遠心力を考慮し、物体にはたらく水平方向の力のつり合いの式を立て (3)おもりの円運動の運動方程式を立てよ。 さて、遠心力の考えかたを身につけるべく問題を解いていきましょう。 (2),(3)が大事な問題ですから、しっかり理解してくださいね。 人も、 <解きかた (1) m, g, 0で表すので、 鉛直方向に注目しましょう。 糸の張力の大きさをSとおくと, おもりにはたらく鉛直方向の力のつり 合いより Scos8=mg S= mg_ ・・・答 cose のです (2)「遠心力を考慮し」とあるので、おもりに観測者を乗せて考えます。 観測者は円運動することになるので, 問8-4 W 73 (1)鉛直方向の力のつり合いを考えて Scos0=mg S= mg COS O ・ om 円板が 回るんだね SS cos 0 0: mg 回転の中心に向かって加速度=”で運動しているということです。 観測者からすると,おもりには慣性力ma=mrw²が回転の外向きにはた 休には らいて見えます。 Ssin Omru S sin 0 mrw2 20 大 a=rw また、おもりには糸の張力がはたらくので、力のつり合いより Ssine=mrw2 sine cose (1)の結果より Ssin0=mg =mgtane よって mgtan0=mrw² (3)おもりにはたらく向心力は Ssine で、角速度w 半径の円運動をするので Ssin0=mrw mgtan0=mrw2 (2)と(3)を比べると同じ式になりましたね。 遠心力は円運動の慣性力です。 しっくりこない人はChapter7 を復習して, 理解を深めておきましょう。 Ssin=mrw² w mg cos0 mgtan0=mrw2 どちらも結果の式は 同じだが,考えかたが 違うんじゃ おもりの上に観測者を乗せて 考えると,F=mrw の遠心力 を上図のように受けるので 力のつり合いより おもりは回転の中心に向心力 Ssin を受ける。 円運動の 運動方程式より Ssin0=mrw2 www F m ma mg tan 0=mrw² ここまでやったら 別冊 P. 40~

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物理 高校生

①Aが右方向に動いたらなぜ、動摩擦力μNが左方向に動くのですか? ②なぜ、作用反作用の法則を使うのですか?

図4-14のようになめらかな水平 面上に質量Mの台車が静止して いる。台車の上面は水平で, その上に質 量mの小物体が速度ですべり込んで きた。 小物体は台車の上面から動摩擦力 を受けて減速し、 逆に台車は小物体から 動摩擦力を受けて動きはじめた。やがて 時間のあと、小物体と台車は一体とな って,速度Vで等速度運動するようになった。 小物体と台車との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさを して、以下の問に答えよ。 (1) 時間を求めよ。 (2) 速度Vを求めよ。 2 橋元流で 解く! この問題は典型的な入試問題ですね。 正しく問題文を理解する ことがポイントとなってきます。 ここで「物理はイメージ」だということを思い出してくださ い。たんなる図や絵じゃなくて, 「そこでどんなことが起こっているか」 をイメージできることがポイントとなります。 「ああ、こういうことにな ってこんなことが起こったんだ・・・」という具合にね。 問題文で、「やがて時間Tのあと, 小物体と台車は一体となって、速度 Vで等速度運動するようになった」とありますが、なぜ一体となったので しょうか? イメージをする練習を しましょう。 準備 図4-15 (a)のように台車 Bとその上に小物体Aがあります。 台車Bは静止しています。 小物体A が速度ですべり込んできたとしま す。 ここでどんなことが起こるで しょうか? m 静止 小物体と台車が一体となる m M M Vo 図4-15 (a) B

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物理 高校生

問3(a)です。実験1では基本振動の時の波長はλ/2で、実験2ではλ/4なのに、何故波長が2倍になっているんですか😢2倍になるなら実験2の波長はλにならないですか

連休説 問1 毎秒10Hz ずつ振動数を上 秒間で振動数は 10X40王400 Hz だけ増加する。音波を発 し始めた直後は 100 Hz で あったから, 40 秒後の振動数は 100士400=500 Hz⑥ 問2 実験1の開管における最初の共鳴と次の共 陽は。図sのようになる。 ルレ. く実験> 基本振動 ずていくので, 40 2 倍振動 偽 図a 図。 より, 基本振動の拓動数をねとすると。 2?何 振動では波長は半分になるので, 振動数は 2 倍の 276 となる。 最初の共鳴から次の共鳴までに振動数は 400 Hz 増加していることから 7士400=277 KR 7三400 Hz⑥⑬ 問3 ン実験2 ンの閉管における最初の共鳴と次の共 エン 鳴をそれぞれ図示するらし 0 く実験 2テ 基本振動 3 倍振動 図b (⑭) <実験 2 の基本振動では, 波長がご実験1 の基本振動の 2 倍になっているので, 振動数は半 分の 200 Hz とわかる。ぐ実験 1 では 100 Hz か ら 400 Hz までの時間として 30 秒かかるが, ご実 験 2 では 100 Hz から 200 Hz までの時間として 10 秒かかるので, 時間は 情 となる< (⑯) 実験 2 この基本振動と 3 倍振動では, その流 長の比は 3 :1になっている。よって, 振動数は 1:3 となり, 8 倍振動の振動数は 600 Hz とわかる。 で実験1 では, 400 Hz から 800 Hz までの時 間として40 秒かかっていたが, ぐ実験2 >でも 2 Hz から 600 Hz までの時間となるので, 必要 な時間は変わらない。@

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物理 高校生

(エ)はどうして、加速度をaAとaBにするのですか? 両方aではダメなのですか?

[3 いき和をな 全カ罰の大まきをッッルナ (実験 ) 図1 に示すように, 天 井に取り つけたなめらかな滑車 1 に軽v 糸をかけ, その 皿を手で固定しこれらを静止 させた。 系 無視でき, 滑車の質量と摩擦も無視できるものとする。 状態では, 邊 A に重ねてのせた 2 個のおもり なる。決に, 2つの皿Aと中 Bを支えていた 1 個のおもりと自 Bはそれぞれ一体にな の思の加速度の大きさは| イー] となる。 また, こ らく力の大きさは[ み ] となる。 GEODEおOー 58 つの皿を静止させた ”交にはたらくカカの大ききはしアー と .手を静かにはなすと, 2 個のおもりェ つて運動を始めた。このときの2つ のとき過4 に重ねてのせた 2 個のおもりの科にはた (実験 2 図2に示すようぅに, 左から取り外し, 滑車1 を, 天井に のなめらかな清還2にかけた軽い糸に取りっつける. 未の他敵に力を加えて清事1 を藤止させ。 実験1 に同じように, 陣 A には質量 のおもり 2 個を 重ねてのせ,.皿月には質量放 のおもりを1個の せる。2 つの凪を手で固定しこれらを静上正さきせた 状態から実験を開始するが, この実験では。 滑車 1 を加速度の大きさテgで上方に引き上げる。引 き上がげると同時に, 2 つの皿を支えていた手を静 かにはなすと, 2 個のおもりと皿 A 1 個のおも 0 りこ四 おなは, それぞれ一体になって運動を始めた。 ~ 図 1 1位 このとき, 自Aの加速度の大き さは| エ ] となる。血 Bの加速度の大き さは[ オ ] ごなる。 また, このとき相 A に重ねてのせた 2 個のおも りの間にはたらく力の大き ミ は[方 となる。

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