おもりが地球から受けている重力は2枚目の図1に描かれないのはなぜですか？ 問題の解説もお願いしたいです🙇‍♀️

知識 75. 力のつりあい 図のように、天井から糸Aで滑車がつる されている。 質量3mのおもり1と、質量mのおもり2を糸 Bでつなげて滑車にかけ、 おもりが動かないように、 おもり 2と床に結んだ糸Cを鉛直につなげた。 重力加速度の大きさ をg とする。 また、糸と滑車の質量は無視でき、 摩擦はない ものとする。 (1) 糸Bがおもり2を引く力の大きさはいくらか。 (2) 糸Cがおもり2を引く力の大きさはいくらか。 (3) 糸Aが滑車を引く力の大きさはいくらか。 (21. 摂南大改) (18. 共通テスト試行調査 改) 糸 B 糸 A 滑車 糸 B おもり 1 おもり 3mg 糸 C 2 |知識

Aの伸びとおもりの重さを求める問題です。 自分の解き方を文章にしてみました。 合ってるか確認お願いしたいです。 また質問があり、 ①なぜ比で表すのか ②2➕1ででた3はなんの数なのか ③最後もなぜ比で表すのか 低脳な質問申し訳ありません。 分かる方、教えて頂けたら嬉しい... 続きを読む

Noz 風のようなつながれた二つのばねAとB の伸びの和が45cmであった。ただし、 ばねA、Bのおもりの重さと伸びの関係 はグラブ ばねAの伸びとおもりの重さの組み のとおりである。この国のときの 合わせをして正しいものはどれか。 A B recoree グラフ [cm] W20 15 10 5 B 0.5 1.0 1,520 A+B=45cm A:B 20:10 おもりの重さ 全体 2+1=3 伸ちう Aの伸び 2145 AX たい数 3 45x31 30 2つを たした第 下全体 ○ A=30cm 0.5 1.0 1.5 2.0 1 10Aは1Nで20cm伸びる XNで30cm伸びたので 1:x=20:30 30=20x=1.5N

(3)の、物体A、Bの運動方程式で加速度aと力fは共通であるというところが理解できません。 理由教えて欲しいです

例題 1 接触する2つの物体の運動 図のように、質量10kgの物体Aと質量 20kgの物体Bが、なめらかな水平面上 接して置いてある。人が15Nの力で物 体Aを押すとき、 次の問いに答えよ。 (1) 物体に生じる加速度をα[m/s] 物体 AがBを押す力を〔N〕として、物体A について, 運動方程式を立てよ。 (2) 物体Bについて、 運動方程式を立てよ。 (3) 物体に生じる加速度は何m/s2か。 (4) 物体A が物体B を押す力は何Nか。 一 加速度 解法」 B 20kg A 10kg AがBを押すカ → 15NBA を押す力f 人が物体A を押すと, 物体AとBには 同じ加速度 a[m/s2〕 が生じる。 物体AとBが受 ける力は図のようになり, 右向きを正とするとき 物体が受ける力は A: 人が押す力 15N, B が A を押すカーf B:AがBを押す力 となる。 FF (1) 物体Aは, 15N-fの合力によって加速度が 生じるので,m=10kgを代入して運動方程式 を立てる。 答 10kg × a=15N-f (2) 物体B は, 物体AがBを押す力によって加 速度が生じる。m=20kg を代入して運動方程 式を立てる。 答 20kg xa=f (3) 物体A, B の運動方程式で加速度αと力fは 共通であるので, 2つの式を連立して, αを求 める。 1 東 B ( (3 (2) の式を (1) の式に代入して 10kg xa=15N-20kg xa 30kg x a = 15N よって a=0.50m/s2 答 0.50m/s2 (4) (3) で求めた加速度 a=0.50m/s2を(2)の運動方 程式に代入する。 20kgx0.50m/s2=f f=10N 答 10 N

円運動についてです。 方針の欄に、非慣性系で考えると力が釣り合っているように見える、とありますが慣性系で考えても力は釣り合っていますか？ また、こういった問題において慣性系で考えるか非慣性系で考えるか判断するコツなどありますでしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

発展例題19 円錐容器内の運動 Z軸を中心軸とする頂角20の円錐状の容器がある。 容器の内 側に質量mの小球があり, 容器の底にある小さな穴を通して, 質 量Mのおもりと糸で結ばれている。 小球は, 穴から円錐の側面に 沿って距離Lの位置を保ち、 容器内のなめらかな斜面上を速さひ で等速円運動しており, おもりは静止している。 糸と容器との間 に摩擦はなく,重力加速度の大きさをg とする。 小球の速さひ を. m, M, L, 0,g を用いて表せ。 指針 小球とともに回転する観測者には, 距離Lが一定なので, 小球は,重力,糸の張力, 垂直抗力,遠心力を受けて, 力がつりあって静止 しているように見える。 円錐の側面に沿った方向 の力のつりあいの式を立てる。 なお,静止した観 測者には,小球は重力, 糸の張力, 垂直抗力を受 けて,等速円運動をするように見える。 (筑波大) 発展問題 218 223 ZA L 0 Vo m M 002 m -sin0 L sine Mg である。 円運動の半径 垂直抗力 はLsind なので,遠心力 の大きさはmv^2/(Line) となる。円錐の側面に沿っ た方向の力のつりあいから, Mg 002 m Lsine sine 002 0 m L sine mg mg coso ・mg cos0-Mg=0 (M+mcos0)g 解説 小球とともに回転する観測者を基準 に考えると, 小球には図のような力がはたらく。 糸の張力は,おもりが受ける力のつりあいから, Vo= √ L m

共鳴って波が重なり合うとこじゃないのですか？ （3）です

基 ガラス管 AB中にピストンPを挿入 し、開口部Aの近くでおんさを振動させる。 ・L・ A B 音速を340[m/s] とし, 開口端補正は無視でおんさ きるものとする。 ピストンP (1)PをAからBに向けてゆっくりと移動したところ, Aからの距離 が20.0〔cm〕のところで最初の共鳴が起こった。 おんさの振動数 f [Hz] を求めよ。 (2)Pをさらに右に移動したところ, Aからある距離になったときに次 の共鳴が起こった。 その位置はAから何〔cm〕 のところか。 _(3) P をさらに右に移動したところBの位置までずっと共鳴は起こら なかったが,Pをガラス管から取り外したところちょうど共鳴が起 こった。このガラス管の長さL [cm] を求めよ。 また,このときの管 内の定常波の様子を図に示せ。 (4)Pを取り外したまま、振動数のより小さなおんさを用い,共鳴を起 こしたい。 その振動数f'〔Hz] を求めよ。 (信州大)

(3)の解答で　状況が不明なので速度で　とあるのは(1)の静止していた状態から打ち出した状況と違い、(3)の状況では、Qを左に打ち出したからといって、左向きに進むとは限らないため速さで表すことは出来ないからですか？

R Q P m m 2m 20 質量がそれぞれ2mm,mの3つの 部分 P Q R から成るロケットが宇宙空 間で静止している。 はじめ, R を左向きに 打ち出した。放出後のPQ から見た R の速さはuであったので, P・Qの速さは (1) である。また,この 際に要したエネルギーは (2) である。 続いて,Q を左向きに打ち出した。 放出後のPから見たQの速さは やはりであったことから, Pの速さは (3) となっている。 (立命館大 +東北工大)

(6)について質問です。なぜvが振動数を変える前と変えたあとで同じという前提が成り立っているんでしょうか？

自端 たは 端 [33 図のように、長いガラス管の中に柄のついた ピストンをはめこんでこれを閉管とし、発振器 に接続したスピーカーを管口0に置いて, 振 動数 f=600 Hzの音を出す。ピストンを管口か OA B 矢印の向きにゆっくり移動していくと, A = 13.0cm の位置 A, OB = 41.0cmの位 置Bで気柱が共鳴した。 開口端の補正 (管口のすぐ外側の腹の位置までの管口からの距 離)は常に一定とする。 (1) この音の波長は何cmか。 また, 開口端補正 47 は何cm か。 (2) このときの音の速さは何m/sか。 (3)位置 Bの次に位置Cでも共鳴することがわかった。 OCの長さは何cm か。 (4)ピストンを位置Bに固定して,スピーカーから出る音の振動数を徐々に上げていく とき、次に共鳴が起こる振動数は何Hzか。 囲 テ ごは

なぜ鉛直方向が０なのですか(4)です

28 水平な地面上のP点から質量mの 小物体Aを鉛直に打ち上げ, 同時に 力学 V Q点から質量M の小球Bを打ち出す。 B Bの打ち上げ角度αは変化させるこQ とができる。 Aの打ち上げの初速を v, a Bの初速をV(>v) とし, 重力加速度をg とする。 地面 P A (1) AがBと衝突しない場合, A の打ち上げから着地までの時間を めよ。 (2)BをAに衝突させるには,角度αをいくらにすべきか。 sin a を めよ。 (3) Aが最高点に達したときに衝突が起こるようにしたい。 そのため はPQ間の距離をいくらにすればよいか。 αを用いずに表せ(以 同様)。 (4) AとBが最も高い位置で衝突し両者は合体した。 合体直後の速 の水平成分と鉛直成分の大きさはそれぞれいくらか。 (5) AとBは合体した後、地面に落下した。 P点から落下点までの 離xを求めよ。 (センター試

19の問題です。なぜfが小さくなるとλが大きくなるって情報だけでλ‘/4=0.5+29.5と表わせるのですか？

32 波動 あと 1×5-1 114 波動 るから2度目は次図aのようになる。 15cm a 4 図b (2)基本振動になると121=1 ①,②より A'-3A において,一定で入を3倍にす るには,vMg/p を3倍にすればよい。 よって, Mは9倍の 9M (3) 一定で,振動数f" が小さくなる から, 波長入” が長くなる。 すると次の 15=4×3 より A-20cm V 340 0.2 -1700 Hz 共振は腹が2つになるはず。 =(2/2)×2 より =0.2mと単位を直すことを忘れない ように。 レ v=f"A" と, はじめのv=fx より 次の共鳴は図bのようになる。 154×5 より '=12cm 2833Hz 340 = 0.12 (別解)は3倍振動数, 'は5倍振動 数だから f'==×17002833 Hz 19 V=Sにおい て, Vが一定でを 小さくするのだから、 えが大きくなる。 し たがって, 次に起こ 29.5 cm. =0.5cm る共鳴は図のように 21 まず, 弦の振動について なる。 波長を とすると √=52,1 (46) 40.52.5 ..=120 cm 4 求める振動数f'は '=Y=342285Hz 21.2 (別解) 管の長さを一定にしたから, p114 の解の図は3倍振動に, 上図は 基本振動にあたる。 855 =285 Hz 開口端補正 4 まで含めたものが管の 長さだとみなすと, p113の「知って おくとトク」 が活きる。 20 V=fiにおいて,Vは一定でfを 増すから、入が減少していく。 すると, まずは最も波長の長い基本振動で共鳴す A B EX 細長い管の中にピストンが入れてある。 音さ を管口Aの近くで鳴らしながらピストンをA から右に引いていくと, はじめAから9.5cm の位置 B で, 次に29.5cmの位置Cで共鳴し (2)音さの振動数は何Hz か。 た。 音速を342m/s とする。 (1) 音波の波長入は何mか。 (3)開口端補正 山 は何cm か。(4) 空気の密度変化が最大の所はどこか。 解 閉管だが, 管の長さが変わっていく。 一方, 波長は一定である (f, Vが一 定だから)。 前ページの解説とは少し異 なる状況だ。 (1) 位置 Cでの定常波は図のようになり =29.5-9.5=20 BC= == ...入=40cm=0.4m (2) 音波と音さの振動数は一致するので V 342 29.5 振動数 は一致 9.5 T 2/2 B 4 開口端補正 4 弦と違って、 音さの 向きは関係しない 気柱もこので共鳴する。 最も短い管は 基本振動のときで,音波の波長をと すると v=fX', x=L V=S.AL AL 21 V p Vē LVS 22 開管では,管の長さが入/2長くなる ごとに共鳴が起こるから (閉管も同様), 19 4=20-15 ∴. 入 =10cm 2 もちろん、 その背景にはVとが一定だ (3)図より 41=4-9.5=10-9.5=0.5cm f=- -=855Hz 10.4 2 トンを引くごとに共鳴が起こっていく。 このように開口端補正があるため実験では必ず2度共鳴させる。 その後はピス 節 節 節 (4) 密度変化最大(圧力変化最大) は節の位置だ から, 位置BとC 定常波の波形は半周期ごとに図a, bのよ うに入れ替わる。 節の位置では密になったり 図a 疎になったり密度や圧力が大きく変わる。 こ れに対し腹の位置では, 変位は大きいものの, 密度変化や圧力変化はないことも知っておく とよい。 疎東 疎 図 b 矢印は変位の向き EXで,ピストンをCの位置に固定し, 音さを振動数のより低いものと取り 替える。 管と共鳴する音さの振動数はいくらか。

物理の有効数字についての質問です 力の分野の時は、有効数字について理解できていたと思っていたのですが、波の範囲に入ってから有効数字がよくわからなくなってしまいました。 有効数字のきまりを教えてくれると嬉しいです 例を挙げると222の（2）です

動 22. 気柱の共鳴 答 (1) 入 = 1.36m, f = 2.50×10Hz (2) 管内: 0.675m, 管外: 5×10-3m (3) 解説を参照 常波ができる。ピストンがjの位置にあるときに基本振動,kの位置に あるときに3倍振動がおこっている。 開口端補正があるので、波長は2 つの測定値の差から求める。 また, 管内の定常波において、節の部分は、 空気が動いておらず, 密度変化が最大の位置である。腹の部分は、空気 が激しく動いているが,密度変化がほとんどない位置である。 あう節と節の間隔は入/2であるから, 位置にあるとき, 定常波は図1のように示される。 隣り 解説 (1) 音波の波長を とする。 ピストンがj,k の 1=101.5-33.5 入=136cm=1.36m 2 4 33.5cm 振動数は, 「V=fa」の公式から. -2- f= V 340 入 1.36 =2.50×102Hz & a\m0.15000 腹 腹 32\m0.1-0.1-0.5- (2)【管内】 定常波の隣りあう節と腹の間隔は 入/4である。 図1において,管口iから管内の腹までの距離は、 l=33.5+ - =33.5+ - 4 136 4 =67.5cm=0.675m 【管外】管口付近の腹は,管口よりも少し外側にある。 求める距離を 4 とすると, 01=4- 入 -33.5 = 136 4 -33.5=0.5cm=5×10 m (3) ピストンがkの位置にあるとき, 定常波の各点にお ける変位は,縦波にもどすと図2のように示される。 j の位置は定常波の節の部分であり,媒質である空気は動 j -101.5cm 図 1 管内の腹までの距離 求めている。 管外の腹 はないので注意する。 ●管口から管の少し外 にできる腹までの距離が 開口端補正である。 疎