🆘緊急です。明日テストなので答えてほしいです ⑶で、【重力は万有引力と遠心力の合力】というのはわかるのですが、ルートを取るのはなぜですか？ ⑷ではルートを取ってないのにわかりません！！

確認問題 緯度と重力加速度 際には 地上にある質量mの物体Pにはたらく重力Wは,地球から受ける W 遠心 きる。 万有引力Fと地球の自転による遠心力F の合力で表される。 地球 を質量 M, 半径Rの球とし, 万有引力定数をG とする。 図は地球 の断面を示している。 北極 N 物体P 地球の中心 赤道上 の点E (1) 物体Pは緯度の地点にあるものとする。 地球の自転の角速度 とするとき, 物体Pに生じる遠心力F' の大きさをm,R, 0, ω の中から必要なものを用いて式で表せ。 南極 S (2) 物体Pと地球との間に生じる万有引力Fの大きさを,G,M,m, R, 0, ω の中から必要なものを 用いて式で表せ。 (3) 物体Pに生じる重力加速度の大きさgを,G,M,m, R, 0, ω の中から必要なものを用いて式で 表せ。 (4) 物体が赤道上の点Eにあるときの重力加速度の大きさを gE, 北極にあるときの重力加速度の大 きさを とする。 両者の差 4g=gNEをRとを用いて式で表せ。

(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

なんでe=0のときに一体になって力学的エネルギーの変化は負で減少するんですか？

高2 理系物理 授業プリント7-⑥ 「運動量の保存」 なめらかな水平面上で静止している質量m[kg] の小球 B に, 4. 運動量保存則とエネルギー保存則 教科書 P158~159 2物体の衝突と力学的エネルギーの変化 衝突前 速度0[m/s]で進む同じ量の小林 A が一直線上で正面衝突 (m), をすることを考える。 衝突後の小球 A, B の速度をそれぞれ /s The 01 突 突し, 衝突 速さ いく 後の力学的エネルギーの変化量4E を求めよ。 [m/s], v2 [m/s], 2球の間の反発係数をeとする。 衝突前 【衝突後の速度の求め方】 ①運動量保存則の式をつくる ②反発係数の式をつくる ③衝突後の状況は答えの符号で判断 ①運動量保存則より mvi+0=mvit V=Vi'+V^^ ②反発係数の式より Vi-v2 Vi-o - eV₁ = VI - Vé ... ② -e ①-②より V=V+12 +1-ev₁ = vi-v₂ (1-e)V₁ = Vi vi's Levi 2 V₁ = V₁² + V₂ -Lev=Vi-v2" (1+c)Vi=2V21 e=1のとき (弾性衝突) + Ví Ev =0 B (質量m) 運動エネルギー 22mo 衝突後 運動エネルギー imoist 1/12mo22 1/12m0 B 連立で解く 力学的エネルギーの変化 AE 質量同じ e=1 AE=後一前 =(1/mrit+/mv^)-(1/2mvito) = {m (v.) ±m (v.)*} -/mvi² △=/mvi(0) DE=/mvi(1/2) =0 V2'=1V,= V1. e=0 のとき (完全非弾性衝突) 速度交換 力学的エネルギーの変化は0 V1/11/20V/Vi7e=0のとき 一体 V2'=10V1=1/V1」 →力学的エネルギーは保存される AE = = mv₁ ² (0+1) =-mv₁² 力学的エネルギーの変化は 負 →力学的エネルギーは減少する

(5)Bとバネが接触した後，Bがバネから離れた時のAの速さをもとめよ。 という問題の解答で、(左向きを正)とあり、このとき、運動量保存則の式は2mVa+mVb=3mvとなっていますが、3mvではなく、-3mvではないのですか？

31* 質量 2m 〔kg〕の物体Aと質 量m[kg] の物体Bとがあり, Aにはばね定数k [N/m〕 の軽 いばねがつけられ, このばねを 2m V A00000000 B m 壁 自然長より縮めた状態に保つため, BはAと糸で結ばれている。 Aと Bは滑らかな水平床上を右方向へ速さ [m/s] で動いている。 ある点 で糸が急に切れ, まもなくAは静止した。 一方, Bはばねから離れて, 右方へ動き,壁と弾性衝突をして左へ戻り, A のばねに接触した。 重力 加速度をg [m/s] とする。 (1)糸が切れ,ばねから離れたときのBの速さはいくらか。

（5）でこれって観測者から音が出てるからf’は分母が変化するのじゃないのですか？

83 点Pの位置に静止している観測者 の前を、振動数の音波を発する音 源を備えた超高速列車が直線軌道を音 速Vの半分の速さ 1.2Vで通過して いく。点Pから軌道までの距離をl とする。 1 音源 2 V R 1日 軌道 観測者P

(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)

これらの問題の25(答え③)、26(答え④)が分かりません。どのような状況でどうしてその答えになるのか教えて欲しいです🙏

第4問 次の文章を読み,後の問い (問1~5)に答えよ。(配点 25) 図1のように, 十分に広い水面上に xy座標をとり, 原点0とx軸上の点P (d, 0) の水面に点波源を置く。 二つの波源を同じ周期, 同じ振幅,同じ位相で振動 させる。このとき生じる波の波長は12/24であり,波の減衰は考えないものとする。 0 図1 d P18 h

(3)についてです。 「直方体は滑る前に倒れる」とありますが、どうしてそうだと分かりますか？ また、直方体が滑らないための条件では静止摩擦力が張力T以上(等号もOK)ですが、なぜ「滑る前に倒れる」となると等号は含まれないのでしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

発展例題 剛体のつりあい 発展問題 143 粗い床上 図の点A す。 点A 重さ W, 高さα, 幅6の直方体が置かれている。 b A 直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 T はじめ直立 て点Bを 水平右向きに大きさTの張力で引いた。 をとりつけ, Tを徐々に大きくすると,やが に静止していたが, a B 次の各問に答えよ。 として倒れた。 (1) 直方 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 止しているとき, 左向きにいくらの距離にあるか。 a, b, T, W を用いて表せ。 (2) 直方体が回転し始めるのは, Tがいくらをこえたときか。 -b- A (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数μは,いくらより大きくなければならないか。 指針 垂直抗力の作用点は, T=0のとき に重力の作用線上にある。 Tを大きくすると,作 用点は徐々に右側にずれていき、やがて底面から 外れたとき, 直方体は点Bを回転軸として倒れる。 解説 b T - 2 W a 式①を② に代入して、 x= (1) 垂直抗力をN. 点 Bからその作用点まで の距離をx, 静止摩擦 力をFとすると, 直方 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 の力のつりあいから, T NA (2) Tを大きくすると, 垂直抗力の作用点は右 側にずれる。 (1)のxが0になるときの張力を T, とすると, 張力がこれよりも大きくなると b T₁ 倒れるので, 0=1/27 ・a T₁=- ・W W 2a b (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつりあい から, F=T...③ F B F≤μN 静止摩擦力Fは最大摩擦力μN以下であるの で, W b N=W ... ① 2 式① ③をそれぞれ代入すると, 直方体がすべ らないためには, T≤μW 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか 5, WT ・Ta-Nx=0 ・・・② これからTがμW をこえると直方体はすべ り始める。 直方体はすべる前に倒れるので、 T,<μW b 2a b. -W<μW ">. 2a

なんで(3)は(1)みたいに解けないのですか？

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 (2)である。 際に要したエネルギーは (2) 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u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)

101です。単振動の分野で保存則を使わないと解けない問題ってありますか？自分の書いたやり方で記述の時に注意した方がいい点とかありますか？

VI いろいろな運動 87 で点での速さを2つの方法で求め, mkdで表せ。 30" 滑らかな斜面上で、ばね定数の Pを結びつけ、自然長の位置で 与える振動の幅を求めよ。 エネル ものだ。 24 学 100 抜い 1. 点Aを重力の位置エネルギ ーの基準とする。 点Aと点口とで 0+0+(1+4)³ -m²+d+ 1+ 30 ++ 101. mx= 8k kld+ +d+mv²+ mgd A=√ k 4k X- つり合いの式mg を用いると 102 dが振幅になるから 11. 0+Ad-m² +0 Paax=dud 単振動の位置エネルギー N Kx²-(pSg)x 101 Ⅱの方法が速い。 CO-1 とおくと まず つり合い位置を調べる。 mg sin 30°-kl mg S 皿 0000000 0 中心 D Cと下のDとで を用いた力学的エネルギー保存則より (pSg) dmv²+(pSg)()* mp,SlpShを代入して、整理すると d 3g gd²-hv²++gd h 単振動の位置エネルギーの威力! 103 m mgmu √2k k (別解) 1の方法。 点Dを重力の位置 エネルギーの基準にすると, CとD で 1/12mv+mg(A+1)sin30+0 =0+0+1 (4+1) 11/21mw+1/23mg+1/21mal (1) 等温変化だからPV一定 P.SL=PS(L-x) (2) ピストンに働く力Fは F-PS-PS P-L-P =PS-PS PS PS X P.S 0 x |x|CLより FPSP2x よって、ピストンは単振動をする。 その =KA+KAI + kl² 周期では を代入すると T-2PL M ML -2x, "PS = box+mgsino m mysing) masino 103 NM = Bsinwt + Ccoswt (BCは任意定数) M=Bwcswt-cwsinwt x(0)=0 M(0) 2 Mo 1=- mgsino 13=Mo N 9 N 2 N +(1) mg mm 1 N 22 +