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

（4）なんですけど磁場から受ける力は常に左向きって書いてるんですけどそれがなんで左向きか自分で調べたりしたんですけどわからなくてわかりやすく教えて欲しいです😭

6.電磁 e d この外 161 磁場を横切る正方形コイル[ 難易度 に向かう磁束密度B の一様な磁場がある。 この 磁場中で, 1辺の長さα (<L), 抵抗値R の正 図のように, 0≦x≦Lの領域に紙面裏から表 方形の一重コイルを, + x方向に一定の速度で で移動させる。 このコイルの各辺は, x軸または 軸に平行に保たれている。 コイルの右端が x=0からx=L+αの点に達するまでの範囲 a について,次の(1)~(4)で与える物理量はどのようち な変化を示すか, グラフをかいて答えよ。 ただし いずれのグラフも, 横軸にはコイルの右端の位置 をとるものとする。 また, (5) の問いに答えよ。 B L (1) コイルを貫く磁束の変化をグラフにかけ。ただし、紙面裏から表に向かう 向きの磁束を正とする。 (2) コイルに流れる電流Iの変化をグラフにかけ。ただし,図においてコイルを反 時計回りに流れる電流を正とする。考 (3) コイルで消費される電力Pの変化をグラフにかけ 雲る壮な ④4 コイルを一定速度で移動させるために必要な力Fの変化をグラフにかけ。た +x方向の力を正とする。 コイルに答えられるエネルギー できる (5)上で考えた範囲でコイルが磁場内を通過する間に力Fがする仕事を求めよ。 5

Nを求める問題です。 自分なりに解釈したことを文字に表してみました。 考え方はこれで良いのか教えてください。 また不思議な事があるので分かる方教えて欲しいです。 ①なぜ支点からの距離を使うのか ②なぜかけ算をつかうのか 基本的なこと聞いてすみません。 よろしくお願いいたします。

図のような長さ90cmのてんびん棒がある。 支点は棒の左端から40cmの位置に取り 付けられており、左端に重さO.SNの物体Aかに 左端から60cmの位置に重さ0.3Nの物体B がつり合った。物体の重さは何Nか。 ただし、てんびん自体の重さは考えないも 90cm cm のとする。 60cm 40cm A B [解説] 90 60 40人 JA 015N B 0.3N IN まず、わかっている数字を目にかきこむ。 A A B 長さ×N 長さ× N 長さ N 40×0.5 こ 203×0.3N+50 ☆点からの距離をかきこむ B A 40 60- 「201 40 13 bo 90 w 30 XNV 50 40 YO₁) 200 40×0.5= 'Ri 14 10 20= 20×0.3N+50xx 6N+50x - 6+20=50x 14=50% x=0.28 028 50)140 100 400

Fの値を求めよという問題なのですが自分の解答では板の左端の周りのモーメントを考えたのですがなぜ答えが合わないのでしょうか？ お願いします！

32* 長さL,質量mの板が机からL/3だけはみ出し, 右端をFの力で下に押されて静止している。垂直抗力 の作用点は左端Aからいくら離れた所か。 また,Fを 増していき, 板が傾き始めるときのFの値を求めよ。

193番についていくつか質問があります。 ①物体系の運動量が保存されるとき、物体系が静止していれば重心も静止、運動していれば等速直線運動をするのはなぜですか？ ②人が歩いていたら物体系は静止していないと思うのですが、今回はなぜ重心の位置は変わらないのでしょうか？ ③人... 続きを読む

193. 重心の運動 なめらかな水平面上に台 AB が置かれ, その中央に人がのっている。 図のように、 水平方向にx軸を とると,台と人をまとめて1つの物体系としたときの重心は B 原点にあった。 この状態から, 人が歩いて端Bに達したと [ きの物体系の重心の位置は,x<0,x=0,x>0のどこにある か答えよ。

これはどこが違いますか？自分は自然長の位置を基準としたつもりですが、合っていますか？物体を離す位置ってAですか？教えてください。あとこんなことしなくても±cosと±sinの型を判断できる方法を教えてほしいです。

84 力学 47 (4) mx=-box+mg = - b (x- m²) No) = m² + d. MC)= 0 X- 第=Bsincot+Cooscot w= Xc= M=Bwcoswt-Cusin wt c=d B:0 x=dwswt+=dcos 大+ 解 (1) kl=mg ・・・ ① より 1=mg (2) Miss ばねの力はkx というわけで F=mg-kx 非常に多い答えだ。 ばねの力は自然長からの伸び縮みで決まる! いまの場合、 ばねの伸びは1+x F=mg-k(l+x)=-kx 0000000000 VI いろいろな運動 85 振幅が分かったということは運動の範囲が分かったことでもある。その点が 意外に見落とされている。 k(1+x) (3) 最大の速さは振動中心で, Fax = Ato=das =¿²=d√ mg このように、力のつり合い位置から中心が分かり、放した位置が端になっ て振幅が分かる。 すると、 運動の範囲。 最大の速さが決まってくる 呼吸をつかんでおくこと。 の ------2 ①を用いたことに注意。 つり合い位置からずれた状態を 扱うとき,いつもつり合い式が陰になって活躍してくれる。 (3)②こそ単振動を保証している。 K=kのケースで T=2 772 ばね振り子の周期は床から立てても, 滑らかな斜面上に置いても変わらない。 斜面の場合なら Immmm (4)xとの関係をグラフにするのが先決。 右のように曲線は Cos型と読み取れて kt x=d coset=dcosym 「型」が決まれば, 三角関数の中身はet d sin にこだわると初期位相にわずらわされる。 軸を上向きにし て描けば型が確定 ①がkl=mg sin 6 ②がF=mgsin0-k(l+x)=-kx 要するに, つり合い位置からxだけずれたとき, ばねの力のみが kx だけ変わる。それが合力 (復元力)として働くことによる。 ちょっと一 Ex2でPの加速度が0になる位置は? とか、加速度が上向き で最大になる位置は? と尋ねられたら・・・・ p80の知識を利用してもよいが, md=Fより加速度のこと は力に聞け"というわけで, 力(合力) が 0 になる位置それはカ のつり合い位置で点。 また, 復元力が上向きで最大となるのは点 Aと即答できる。 EX24 前間で, ばねの自然長をL, Pを放した点をA (x=d) とし,放した時を t=0とする。 次の量を 求めよ。 0での伸びを用いてよい。 (1) 0 に戻るまでの時間 (2) ばねの長さの最小値 k 00000000020 (3)最大の速さ (4) 時刻 t でのPの座標x A+ ズ 解 (1) 放したときのPの速度は0, つまりAは単振 動の端となる。 一方, 0は力のつり合い位置だか ら振動中心である。 端と中心を結ぶ時間は T/A Tπm 4 2√ k (2)Aと中心Oの距離dは振幅である。 よって Pは0より上にdまで上がれる。 それがばねが 最小の長さになるときで +l-d つり合い位置 は振動中心 d 0-中心 振幅 A- 放した点は端 97 Ex で P を自然長位置で放したとすると, ばねの最大の長さはいくらになる か。 それまでにかかる時間はどれだけか。 また、Pの最大の速さはいくらか。 Jerk, m, gで答えよ。 98/質量mのおもりをつり合い位置 からdだけずらし放したときの, 振動の周期と最大の速さをそれぞ れ求めよ。 k, 2k はばね定数。 合 ばね定数を用いてよい。 図b km 2k 図a 99" 滑らかな水平面上で, ばね定数kのばねの両 端に質量mの等しい2球を取り付け、左右に 引っぱって同時に放す。 振動の周期を求めよ。 00000000 772 m

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 +

(2)の問題です。 解説は遠心力がはたらくと考えて解いているのですが、私は向心力が働くとみて解きました。しかし、答えは同じだったのでした。今回はたまたま答えが同じになっただけで、基本は遠心力がはたらくと考えた方がいいのでしょうか？ また、そうすると(3)も上手くいく(向心力... 続きを読む

30 43* 質量m の質点をつけた長さの糸 の端を点0にとめ、糸をぴんと張り 質点が点0と同じ高さの点Aにくる ようにした。 質点を静かに放すと, OA を含む鉛直面(紙面)内で運動する。 細 いなめらかな棒が点0から鉛直下方 1/2の距離にある点Pで,この鉛直面 0 Ao 1/2 00 P B と垂直に交わるように固定されている。重力加速度の大きさをgとす る。 (1)質点が点0の鉛直下方にある点Bを通過するときの速さvo を求め よ。 (2)質点が点Bを通過する直前の糸の張力T, と, 通過した直後の張力 T2 を求めよ。 (3) 質点が点Cにきたとき,糸がゆるみ始めた。 その時の速さを求 めよ。 また, PC が水平となす角を0 として sin0 の値を求めよ。 (4)その後,質点は点Cからどれだけの高さまで上がるか。 0 0 (5)点Aで質点に鉛直下向きの初速を与えれば,質点は点に達する。 必要な初速u を求めよ。 (名古屋大 + 神戸大)

物理の有効数字についてです 計算の仕方によって、答えが変わってもいいのでしょうか？答えと表し方が違くて 例）答え　λ/2＝31.0−9.5 λ＝43.0 自分　2（31−9.5）＝2×21.5＝43 λ＝43 有効数字って、答えを出す計算の最後の式... 続きを読む

写真にあるような波をかく問題の解き方を教えてください！

要項 波形の移動 ① 問題1 2 波の性質 (2) (2) 図は,速さ 1.5m/s で進む正弦波の時刻 t=0s での波形である。 時刻 t = 2.0s での波形を図に かきこめ。 y[m]4 はじめ vt (m) t(s) 波の速さ v [m/s] y[m〕↑ 0 x [m] 0 AA 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 18.0 x [m] 波形は変わらず, ただ平行移動する。 波形の移動 x軸上を正の向きに進む正弦波 について,次の問いに答えよ。 例題 図は、 速さ 0.20m/sで進む正弦波の時 刻t=0s での波形である。 時刻 t= 10s での波形を図にかきこめ。 1.5×2.0=3.0 (3) 図は,速さ 8.0m/sで進む正弦波の時刻t=0s での波形である。 時刻 t=0.50s での波形を図に かきこめ。 y[m]↑ y[m]↑ 0 0 1.0 /2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 x [m] 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.08.0 x [m] 解 波の速さは0.20m/sなので, 10秒間に波の 進む距離は 0.20×10=2.0m よって, 波形を2.0m平行移動させる。 y[m〕↑ +2.0m (4) 図は,速さ 0.50m/sで進む正弦波の時刻 t=1.0s での波形である。 時刻 t = 5.0s での波形を図に かきこめ。 y[m]↑ 0 + 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.08.0 x 〔m〕 Ho 山や谷, x軸との交点など 1.0 2.0 13.0 4.0 5.0 6.0 17.0 8.0 x [m] に注目して移動するとよい。 (1) 図は,速さ 0.25m/s で進む正弦波の時刻 t=0s での波形である。 時刻 t=4.0s での波形を図に かきこめ。 y[m]↑ AA 4.0 2.0 3.0 /4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 * [m〕 (5) 図は,速さ 2.0m/sで進む正弦波の時刻 t=1.5s での波形である。 時刻 t=4.0s での波形を図に かきこめ y[m〕↑ 0.25×4.0-1.0 0 /1.0 2.0 3.0 4.0 /5.0 6.0 7.0 8.0 x[m]