17の(4)は、公式のままgを使ったらダメな理由を教えて欲しいです。ここでaが出てくるのがあまり納得できません。

物理 らくらくマ 物理基礎 六訂版 河合塾物理 B6判 NOW 物理基礎・物理 大訂版 河合出版ホ https://ww E-mail kp@kawai カバーデザイ 下がり始めた。Pが滑車に衝突すること (ア) Qの加速度の大きさαと, Q が床に達するときの速さを求め (イ) Qが床に達した後,P はやがて斜面上で最高点に達して止まった。 Pが動き始めてから止まるまでに移動した距離とかかった時間t を求めよ。 (富山大 + 横浜国大) 17 基質量 M の気球B (内部の気体も含む)が,質量 mの小物体Aを質量の無視できる糸でつるして 定の速さで上昇している。 重力加速度をg とし, 空気の抵抗および物体Aにはたらく浮力は無視でき るものとする。 黒緑は (4) 動摩擦係 (5)空気の抵 19 基 なめ S3からなる目 上に,質量 v B るように置 さは面S (1) 糸の張力Tはいくらか。 AO (2)気球B にはたらく浮力Fはいくらか。 また, 外部の空気の密度を p とすると,気球の体積Vはいくらか。 物体Aが地面からんの高さになったとき,糸を切断した。 (3) A が地面に到達するまでに要する時間 to はいくらか。 (4)糸が切断された後,気球がさらにんだけ上がったときの気球の速 さu はいくらか。 (信州大) 体BとAの Bを初速 vo は運動をは BがA上 るBの速さ そのときの (5)

問題集17についてです (4)の解答で①を代入してと書いてありますが、①は切断する前の関係なのになんで切断後も使えるんですか？

14 (イ) 糸yの張力はいくらか。 (ウ)Bが板を押している力はいくらか。 16 基 水平な床から 30°傾いた斜面上に 質量mの物体Pがあり, 質量Mの小 物体Qと滑らかな滑車をかいして糸で 結ばれている。 Pと斜面の間の静止摩擦 係数を / 動摩擦係数をとし、重 力加速度をg とする。 2/3 力学 15 (武蔵工大+北海道工大) 0=v+α'tz より 141 17 等速度運動 (等速直線運動) では力のつり合いが成りたつ。 浮力 (1) Aに注目すると T=mg (2) B に注目すると F=Mg+T= (M+m)g ... ① Mg, m P 130° 浮力の公式 F=pVg より V=F_M+m 浮力は周りの流体 の密度で決まる B T pg P (3)Aは初速での投げ上げ運動に入る。 地面の座標は x=-h だから,公式を用いて T A mg (1) PQ が静止しているためのMの範囲をm を用いて表せ。 (2)味からのQの高さをおとしごととして静かに放すと 下がり始めた。Pが滑車に衝突することはないものとする。 (7)Qの加速度の大きさと、Qが床にするときの速さ よ。 か を求め (イ) Q が床に達した後,Pはやがて斜面上で最高点に達して止まった。 Pが動き始めてから止まるまでに移動した距離とかかった時間 を求めよ。 -h=vto+(-9)to gt-2 vto-2h=0 この方法を 3- マスターしたい to >0より to = 1/1 (u+vo+2gh) 9 (4) 糸が切断された後の気球の運動方程式は, 加速度をαとして Ma=F-Mg を代入して a= g えるの 公式③より v₁²-v² = 2 ah .. U₁ = 02+2mgh V M -hmm (富山大 + 横浜国大) 18 (2) 17 質量 M の気球B (内部の気体も含む)が、質量 mの小物体Aを質量の無視できる糸でつるして, 定の速さで上昇している。 重力加速度をg とし 空気の抵抗および物体Aにはたらく浮力は無視でき るものとする。 (1) 右のようになる (Mg, N などの文字は不要)。 N = Mg cos 0 だから 垂直抗力N 空気抵抗力kv B Ma=Mg sin 0-Mg cos 0-kv ...⑰ (3) 等速度運動では力のつり合いが成りたつ。 斜面 方向について Mg sino=μMg cos 0 + kv 動摩擦力 μN A .. v= Mg k (sin0-μ cos0) ... ② 等加速度 重力 3 Mg ではない (1) 糸の張力Tはいくらか。 (2) 気球Bにはたらく浮力Fはいくらか。 また,外部の空気の密度を p とすると,気球の体積Vはいくらか。 物体Aが地面からんの高さになったとき,糸を切断した。 (3) Aが地面に到達するまでに要する時間toはいくらか。 (4) 糸が切断された後, 気球がさらにんだけ上がったときの気球の速 さひはいくらか。 (信州大 ) 別解 等速度では α=0 なので, ①よりを求めてもよい。 (4) t=0では,v=0 なので抵抗力はなく, 加速度を α とすると, ①より Ma = Mg sin 30°μ Mg cos 30° ...3 一方,図2の v-t グラフでは接線の傾きは加速度を表すから ao=3 [m/s] と分かる。 ③より (Mは両辺からカットして) 3= 3-10--10-3 2 2 5√3 15 =2√3 = 0.23 有理化すると 計算しやすい (5)図より終端速度はv=4 [m/s] だから, ② を用いて

この（4）、（5）がどうしても分かりません。教えていただきたいです。

解答欄には最終的な答えのみを記入すること。 円周率はπとする。 1 重力加速度の大きさをgとして,以下の問いに答えなさい。 間1 図1のように,質量mの小球を, 長さLの質量が無視で きる棒の一方の端に取り付けて固定点Oからつり下げ、小球を水 平な床面上の点Pで静止させた。 この状態で小球を水平右方向に 速さで発射した。 なお、点Oを原点として軸を水平方向に, 軸を鉛直方向に図1のように取るものとする。 例えば点Pの座 標は (z,y)=(0, -L) である。 (1) μ' がある速さ V より大きいときは, 小球は座標 (0, L) で表 される点Qに到達することができるが, DD がV, より小さいと きは小球は点Qに到達できない。 V1 を求めなさい。 Vu x (2) 点Pで小球を V1 よりわずかに大きい速さで発射したとこ Ming ろ、点Qに到達した瞬間に小球は棒からとれて床に落下した。小球が棒からとれてから床に落下するま でにかかる時間を求めなさい。 棒は落下する小球の運動に影響を与えないものとする。 L 間2図1と同じ配置で,質量mの小球を, 長さLの質量が無視できる糸につなぎ,固定点Oからつり下げ, 小球を水平な床面上の点Pで静止させた。 この状態で小球を水平右方向に速さvで発射した。 (1) がある速さより大きいときは,糸はたるまず小球は座標 (0, L) で表される点Qに到達すること ができるが, ひ がV2 より小さいときは小球は点Qに到達できない。 V2 と問1 (1) の VL との関係につい て正しく記述したものを次の(ア)~(エ)から1つ選び, 記号で答えなさい。 (ア) V2>V1 (イ) V2 = V1 (ウ) V2 <Vi (エ) V, と V2 の大小関係はLに依存する 点Pで小球に<V, となる速さを与えたところ、図2の ように鉛直下方向となす角がα ( <a <x)になったときに糸 がたるみ始めた。 (2) 糸がたるむ前, 鉛直下方向となす角が0(0 ≦α) のときの小 球の速さを Do, g, L, 0 を用いて表しなさい。 g, L, α を用いて表しなさい。 (3) (4) 糸がたるみ始めた瞬間の小球の方向の速度と方向の 速度vyをg, L, α を用いて表しなさい。 速度の向きは図2の 軸、y軸の矢印の向きをそれぞれ正とする。 図2 2π (5) a= とする。 糸がたるみ始める 0αとなった瞬間に糸は切断されたものとする。 また, 糸はそ 3 の後の小球の運動に影響を与えないものとする。 小球は放物運動をしたのち床(!=-L)に衝突した。 衝突直前の小球の方向の速度ひとり方向の速度をg, L を用いて表しなさい。 T

この写真の右の考え方はどこが間違いですか？ (矢印の大きさが不均一なのはお許しください)

2物体 考える <問題>質量のAに質量m、長さℓのロープを 取りつけ、なめらかな床上を下の力で引っ張る。 付け根から離れた位置でのロープの張力を求めよ。 x. A A M <模範解答> X e →これよりaってを求める。 式省略 ア (+1m)a=T.…上図 xxmia = F-T…下図 ・ma F 77... α= M+m T = 4l+mx (mm)x -F m 一 TJ 1 1 1 Q F <疑問点> 力はベクトル的に)作用線上に 移動できる。…事実 A A No. Date F (tm)a=F &-x & この下の始点を xの位置にずらせる? 作用・反作用 った ・ma=F-F 図より、左でいうては下だから、 ↑の答えは「日」なのでは?

合っているか確かめて欲しいです！また間違っていたら解説もしてくれると大変嬉しいです！！よろしくお願いいたしますm(_ _)m

目然の長さがで重さが無視できるほど軽いばねの一端を天井に固定し、もう一端に質量mの小塚を 取り付けた。手をはなしてばねを静止させたところ、ばわの長さは自然の長さから 10%伸びていた。 その後,図1のように, ばねが鉛直線と6の角度をなす円すい振り子となるように小球を水平面内で等逃門 運動させたところ, 小球の角速度はのでばねの自然の長さからの伸びはaであった。このとき以下の同に 谷えなさい。ただし、 重力加速度の大きさをgとし、 小球の大きさ,空気抵抗は無視できるものとする。 横からみた 様子 7t0 上からみた 様子 円軌道の 中心 切断 F 切断 A 床 レ 図1 図2 問1 小球とともに回転する観測者の立場で小球にはたらく力を考える。ばねのばね定数が1, m, gを用い て表されることをふまえた上で, 水平方向および鉛画方向の力のつり合いの式を, 1, m, θ, o, a, gのう ち,必要なものを用いて表しなさい。 問2 ばねの伸びaは静止時の伸びの何倍になるか答えなさい。ただし, 1, m, θ, gのうち, 必要なものを 用いて表しなさい。 問3 角速度のを, 1, m, θ, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 問4 等速円運動していた小球とばねの連結部が切断され, 図2のように水平な床からhの高さにあった小 球はばねからはなれて運動をはじめた。ここで, 等速円運動の円軌道の半径をrとする。 (1) 小球が水平方向および鉛直方向に行う運動を, 初速度と加速度の情報を含めて説明しなさい。ただし、 それぞれの運動を説明するために, r, m, w, gのうち, 必要なものを用いなさい。 (2) 円軌道の中心を通る鉛直線と床面との交点を点Aとする。ばねからはなれた小球が床に到達する位置 と点Aとの間の距離を, r, m, w, h, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 図1のように,なめらかに動くピストンを持つ円筒形のシリンダーが水平に置かれており, その内部に 2 当同子ムてからなる押相気休かS閉で込められている シリンダ ーとピストンには断赤せよ田 れても cetee

物理の慣性力の問題です。 加速度の大きさは求められたのですが、時間の求め方がわかりません。 教えてください🙇‍♀️

3 慣性力 p.65 大きさaの一定の加速度で水平な直線上を走っている電車の車内で, 物体を天井か らつり下げていた糸が切断された。このとき,物体の床からの高さはんであった。糸 が切断された後の物体について,車内に静止している人から見た加速度の大きさと, 床に達するまでの時間はそれぞれいくらか。ただし,重力加速度の大きさをgとする。

大根の重心で切断したとき葉っぱ側と先端側のどちらが重いかという問題で、調べてみると葉っぱ側の方が重くなるとありますが、納得できません。重心を回転軸とした力のモーメントを考えた時、切断面からそれぞれの部分の重心までの腕の長さは常に葉っぱ側の方が短いのですか？もし、そうではなか... 続きを読む

(b)でだしたピストンの位置エネルギーの変化量は気体がされた仕事に等しいですか？

ーー 所面顔 Sm の円仙状シリンダー衝較谷問が。洛らに ] にがすょうに いる。 A室とB室に * 図 の2に 了りA密とBに仕切られて の8 室に{ Re 0 の 両生の気密條 9 気体の漏れは 無視でき 6 れ気 ッ ツウ < ラル ジリジグダー 050 の側面と庶面は夫を通きッッ 0 の すす。シリンダー各室内では温度と圧力は に 2 2 99 シリンダーに装入きれる理想気体の定積モル比難を Cy J/(mol.k)) 所 mn/SJ。 ご と ジリ ダー に拓 は 定数を AZ(mol.K)】 とし。以Fの問いに 財和AS る理根気体の質量はピストンの質量に 【A 〕 まず, A室のみに 1 モルの理想気体を羽入したシリンダーを水平な床に 垂直に *ある。ピストンはシリンダー上面から糸によりつる された 区目しでおり。このときの叙内の気体の体積。 温度, 31 それそれ Um。 7?(KJ, が。(PaJ」 であった。B室の体積は 中(m7) であった。 この るしている糸を切断したところ,。 ピストンは気体の体積が 只 方に移動し。その後は上方に向か 動に転じた。ピスト したときの和気体の温度を 7 (KJ とする。このとき の気体の 2が 内部エネルギーの初期状 に対する変化量4〔」〕 を KW細227(UKW順(65 U/(mol:K)〕 を ャ たとま きのピス トンの位置エネ ルギーの初其 を の(mり9, み(kg], Sm Z(m/s9 を用いて表せ (9) 前骨⑲と⑩の 6 7」(K] を求めよ。 NN

(2)の計算が分かりません。途中式を知りたいです

77 革速度運動(等速直線運動)では力のつり含いが成りたつ。 人2) Aに注目すると の =ニカの 人2) Bに注目すると アニ=479+ア=(27二の 浮力の公式 ア=oYg より G ゴ 消力は周りの流体 ヤニーー ョルキな の密度で決まる のの の 3) 4は初速めでの投げ上げ運動に入る。 地面の座標は ァニーム だから, 公式を用いて …③⑬ ーム=のすす・(一のが より g-20な2か=0 ぁ>0より な= (ヵ+ソp"+2 9ん) が切断された後の気球の運動方程式は, 加速度をoc * 4ニアー47の 。 ①を代入して o=和9 式ょより のの"ーの"=2 goん 2 =の+を この方法 きスュュター

この(４)について、なぜ振動数を最小にするには初めの３つの長さになるように切ればいいんですか？

* ハエソフナミh誠/ を ャーー 図のように, 内径が一様な円筒形のガラス管の中に自由 に移動できるピストンをはめこんでこれを閉管とする。 カ ラス管の一端O付近にスピーカーを民きスピーカーから 振動数/の音を出す。ガラス管の中の気柱の振動につい て, 次の問いに答えよ。なお, 音の速きを切とし』開本端 と腹の位置は一致しているものとする5 1) 最初Oの位置にあったピストンをOから遠ざけるようにガラス管の中をゆっくり移動き せると, 気柱がある長きのときに初めで共鳴した。このときの気柱の長きを求めよ。 (2) 最初O の位置にあったピストンを0から遠ざけるようにガラス管の中をゆく り移動lバ せると, 閉管がある長さのときに 3 回目の共鳴が起こつた。 (4) このときの気柱の長きを求めよ。 (b) このときガラス管の中で密度変化が最大となる場所のうち, Oから最も近い倍置ほ』 1 こか。 0 からの長さを求めよ。 (3) 振動数 47 の音に共鳴させるには, (1)で初めで気柱が共噂したときのビピストンの位置から 最短でどれだけ動かせばよいか。 (4) 次に。このガラス管からビストンを取り外したところ, 長き /の開答となった。』このガラ ス管を長さの異なる 3 本に切断して。端をそろえでスピビニカニの近くに置く その際。 な るべく小さい振動数の音に3本と も共鳴するように切断する。 3 本のガラス管とも共鳴す 音の振動数の最小値 を求めよs E 2 で 3 本に切断したガラス管に対しで, 所方の道に置いたス とモーカーから(4)と 同 4 k ビーカーを遠ざけた。スピーカーが束ざか じ振動数 // の音を出しながら へ 潮CNはのPS しずっ上げていくと初め 9林の522還aa 求めよ。 寺