力学の問題です。ハイライト部分の問題ですが、自分の解き方の力学的エネルギーを使った考えのどこが間違えなのかを教えてほしいです。

入試問題を 漆原の解法で解こう 解答編 p.4~p.9 最重要 重要問題 01 糸でつながれた2物体の運動 天井 図のように、伸び縮みしない糸の一端を水 平と0の角をなすなめらかな斜面上のおもり Aと結び, その他端を定滑車P, およびおも りBがつり下がっている動滑車Qに通し, 天 井に固定した。 いま, おもりBを床からLの 高さに置き、静かに手を放したところ, おも りAは斜面に沿って上り, おもりBは落下を 始めた。 おもりAとBの質量をそれぞれ M と M2, 重力加速度の大きさをgとし,滑車 と糸の質量および滑車と糸の間の摩擦は無視 できるものとする。 M₁ A B M2 (1) おもりAの加速度の大きさは, おもりBの加速度の大きさの何倍か。 (2) 糸の張力の大きさを求めよ。 (3)おもりBの加速度の大きさを求めよ。 (4) おもりBが床に衝突するときの速さを求めよ。 (5) おもりAが斜面に沿って登り得る最大の距離を求めよ。 <東海大 〉 重要問題 02 摩擦力を介した2物体の運動 水平面に対して角0傾いた広い斜面がある。 図のように, 斜面上に質量 m1 の平板Aを置 き,さらにAの上に質量m2の小板Bを置き, 両者が動かないように支えておく。 支えを静 かにはずしたとき, 斜面の上をAが,またA の上をBが, それぞれ下方にすべり出した。 斜面とAとの間, およびAとBとの間の動摩 B A 擦係数をそれぞれ141, 12 (12μ12), 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 斜面に平行な方向のBの加速度を求めよ。 ただし, 斜面下向きを正とする。 12 第1章 力学

185の(2)でどうしてacは1波長分の長さに等しいんですか？教えてください あとab/2にしてるのってどうしてですか？

第Ⅲ章 知識やや難 185. 平面波の反射 水をはった十分に広くて底 入射波 の平らな水槽で、 平面波が入射角 0で境界 AB に 達している。 図は、 ある時刻の入射波のようすを 上から見たもので、 波の山を実線、谷を破線で表 している。波の速さを、 周期をTとする。 (1) 波の反射角はいくらか。 (2)入射波と反射波が干渉し、 変位の大きい場 A ---------- 解説動画 B 所が無数に見られた。 境界に最も近く、 変位が鉛直上向きに最大の場所 (境界を除く) の、境界 AB からの距離はいくらか。 ただし、波の位相は反射で変化しないとする。 (3) 変位が鉛直上向きに最大の場所は、境界 AB と平行な方向に沿って並んでいる。 隣りあう場所の間隔はいくらか。 (4) 変位が鉛直上向きに最大の場所は、どの向きにどれだけの速さで移動しているか。

(6)と書いているのが解説なんですけど指から出ているFはなんなんですか？ Fってことは静止摩擦力ですか？ でも静止摩擦力は平行にしか働かないんじゃないですか？

T+NとWがつりあっているので, N この物体は静止している。 答えは 図e FG2 (6) 物体には,鉛直上方に水平面から W 図 f の垂直抗力Nがはたらき 鉛直下方には重力Wと手が押 す力Fがはたらく。 NとW+F がつりあっているので, この物体は静止している。 答えは図 f

垂直抗力を分解した時なぜ角度がシータになるのか納得できません。なんとなくそうなるんだろうな……というのはありますが、理屈が分かりません。できれば図を用いながら説明お願いします！

部分 AP, および垂れ下がっている部分 よ。 プの張力の大きさを求めよ。 の摩擦力の大きさを求めよ。 いるためのαの条件を求めよ。 〔鳥取大 11. 〈斜面をもつ台にはたらく力のつりあい〉 m a 図のように,水平なあらい床の上に、なめらかな斜面をも つ台が置かれている。台は質量が M 〔kg] で, 底面と斜面の なす角度は0 〔rad〕 である。 台と床との間の静止摩擦係数を μ とする。質量 m[kg] の小物体が,一端が天井に固定され た糸で斜め上方に引っ張られ, 斜面上のAの位置で静止して いる。このとき台は床との間の摩擦力で静止しているものと する。 小物体の床からの高さはん 〔m〕 であり, 糸と鉛直方向 のなす角度はα 〔rad〕 である。 ただし, 糸は伸び縮みせず, 質量が無視できるものとする。 B 重力加速度の大きさを g[m/s] とする。また, 0<B<10<a+0 < とする。 A M 〔A〕 小物体が糸により斜面上に図のように静止しているとき, 次の問いに答えよ。 ただし, 答えは 0, α,g,m,μの中から必要な記号を用いて表せ。 (1)糸の張力の大きさ T〔N〕および小物体が斜面から受ける垂直抗力の大きさ Pi〔N〕を 求めよ。 (2) 台が床から受ける静止摩擦力の大きさ F1 〔N〕を求めよ。 〔B〕 糸を静かに切ると小物体は斜面にそって等加速度運動を始めた。 このときも,台は床 との間の摩擦力で静止しているものとする。 次の問いに答えよ。ただし、答えは日 77

50の(3)で衝突した後の速度を求める時どうして運動量保存の式立てて、反発係数の式立ててってやらなきゃなんですか?単純にeかけてはねる方向を予測してマイナスつけたりするのでは何か不都合があるのでしょうか？ 教えてください、お願いします

知識 OP A B W 50. 台と小球の運動 図のように、なめらかな曲面と 水平面、 鉛直な壁Wをもつ質量Mの台が、 摩擦のない 床の上に置かれている。 台上の点Pから、質量mの小 球を静かにすべらせた。 壁Wと小球の間の反発係数 をe(0<<1)、点Pの水平面 AB からの高さをん、重 力加速度の大きさをg とし、 速度はすべて床に対するものとして、 右向きを正とする。 (1) 小球と台が運動している間、 小球と台の運動量の水平成分の和を求めよ。 (2)小球が最初に点Aを通過するときの、小球の速度と台の速度を求めよ。 (3) 小球が壁Wと最初に衝突した直後の、小球の速度と台の速度 V' を求めよ。 (4) 衝突後、 小球が達する最高点の水平面 ABからの高さん' を求めよ。 (17. 兵庫県立大 改) 例題 5

左の鉛筆でかいてるのはチャッピーに聞いたやつなんですけど、なんでT1とT2をTとおけるんですか？同じ種類の糸だからT1=T2=Tとおけるってことですか？

問2-3 右ページ上図のように、2本の糸がそれぞれ角度45°で質量mのおもりを吊るし ている。このときの2本の糸の張力の大きさをそれぞれ求めよ。ただし、重力加 という 速度の大きさをgとする。 する方向は、 と 目とが多い。 <解きかた この場合は, ませんね。 問2-1のように単純に力のつり合いの式を立てることができ ( そこで,力を鉛直方向と水平方向に分解してつり合いの式を立てるわけです。 はたらい まず,おもりにはたらく力を図示するという手順は同じです。 求める張力の大きさをそれぞれ T1, T2 とすると,おもりにはたらく力は右 ページ真ん中の図のようになります。 計算 ②T=T=T そして、張力を鉛直方向と水平方向に分解して,そのそれぞれについて 力のつり合いの式を立てると とする。 ①に代入 鉛直方向: T sin45°+T2 sin45°=mg ス 水平方向: T cos45°=T2 cos45° …② Tsin45-Tsin45-mg 2.Tsin 45' = mg 2•T•=mg 2T = sin45°=cos45° 11ですから,①,②式を解いて =mg とにな T=T2= TE=mg mg √2 答 これば、 このように、力のつり合いを考えるうえで,力を分解する方法はよく使われます。 この例のように、鉛直と水平に分解するのがいちばんオーソドックスですが, 他の分解のしかたでも問題は解けます。 どのように分解すれば, いちばんきれいに解けるかを意識するようにしましょう。

解説お願いします🙇‍♀️

6 長さ L, 断面積Sの円柱状の物体を密度 P の水中に入れたら、 水面から だけ浮き出た状態で静止した。 液体に浮いていると きの円柱の底面は常に水平であり, 重力加速度の大きさをgと して以下の問に答えよ。 (1) 物体の底面が受ける水圧を求めよ。 (2) 物体の質量 Mはいくらか。 (3)この物体の上面におもりを静かに置くと、物体全体が水中に 沈んで上面が水面と一致して静止した。 おもりの質量m はい くらか。 (4) おもりを取り去ったのち、この物体を密度が不明な液体に入れ たところ、 液面から1だけ浮き出た状態で静止した。 この液体の密度は水の密度の何倍か。 lo 水面 物体 L おもり 物体 水面 物体 液面 L

問6の問題において、答えは①なのですが、どうしてでしょうか？ 遠心力とか関係ありそうで外側に飛んでいきそうだなと感じて⑥を選んでしまったのですが、 解説をお願いしたいです🙇‍♂️ ちなみに問5の答えは③です。

①おもりの質量や糸の長さによらず, 0は一定となる。 ② おもりの質量を大きくすると,0は小さくなる。 糸の長さを短くすると, 0は小さくなる。 ④一定の加速度の大きさ(<g)で下降するエレベーター内で同様の実験をす ると,0は小さくなる。 図4のように,三つの小物体A, B, Cを中心からの距離が等しくなるように して,静止した回転円盤上に置いた。 小物体 A, B, C と円盤との静止摩擦係数お よび動摩擦係数はそれぞれ等しく,質量はAが最も小さく,Cが最も大きい。時刻 0から円盤が回転する速さを一定の割合でゆっくり増加させていったところ, 小物体 A,B,Cは円盤上をすべり出した。 円盤は常に水平である。 AA は ほく EL 内 重力 ので なる 13 の速 の大 B O •○ 図 4 回転方向 問5 小物体A,B,Cのすべり出した時刻をそれぞれta, ts, tとする。ta,tB, tの大小関係を表すものとして最も適当なものを,次の①~③のうちから一つ 選べ 14 1 ta<tB<tc tc<tB <ta ③ta=t=tc -43- と仕事の =1/21mom² その運動エネ 運動エネル する力がし

②でどうしてmg を分解したものを式に入れ込まないのか教えてください

の速さ” v [m/s] を用いて書け。 (3) おもりの円運動の速さ [ [m/s] と周期 T [s] を求めよ。 5 図のように、エレベーターの天井の点Pから 長さLの糸でつり下げられた大きさの無視でき向さ る質量 m の小球が,なめらかな水平の床の上で10 等速円運動している。 糸はたるまず, 糸と鉛直 線のなす角 0 は一定で、糸の質量は無視できる とする。 小球の速さを v, 重力加速度の大きさ gとするとき次の問いに答えよ。 A (1) エレベーターが静止しているとき,小球に はたらく向心力の大きさを求めよ。 よ。 ST cost ser M ① (2)このときの糸の張力の大きさ, および小球が床から受ける垂直抗力の大きさを求 Am @ (3)エレベーターが静止している状態で小球の速さ”をゆっくり増加させたとき,小 が床を離れた。小球が床を離れる瞬間の小球の速さ” を求めよ。 また,このとき の張力の大きさを求めよ。 ws S 次に,この実験を加速度の大きさαで上昇するエレベーターの中で行った。 エレノ ター内の人が観察しているとして次の問いに答えよ。 #20 小球が床から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 (3)と同様に, vをゆっくり増加させたとき, 小球が床を離れる瞬間の小球の速 °08 °0 C を求めよ。

(1)についてです。 蒸気機関から外部へ捨てられる熱量は、冷却器で100℃の水蒸気を100℃の水に変換する時に発生する蒸発熱だとありますが、蒸発熱は吸熱反応ではないでしょうか？ ①この問題において、蒸発熱がどうして外部に捨て振られる熱量にあたるのか ②吸熱反応の場合は外... 続きを読む

285. 熱機関と熱効率 気を用いた熱機関 (蒸気機関)がある。 この蒸気機関では, 仕事をしたあとの100℃の水蒸気が放出されると, 外部へ捨てられることなく, 冷却器で 毎秒 2.0kg ずつ100℃の水へもどされる(このような冷却器を復水器という)。 この水は, 高温高圧の水蒸気へ加熱されて、 再び蒸気機関を動かすのに用いられる。 100℃の水の 蒸発熱を2.3×103J/g, この蒸気機関の熱効率を15%とする。 (1) 仕事に変わることなく, 蒸気機関から外部へ放出される熱量は毎秒何Jか。 (2) 蒸気機関は, 高温の熱源から毎秒何Jの熱を取り入れているか。 (3) 蒸気機関が10分間にする仕事は何Jか。 (近畿大改)