(2)の問題です。力学的エネルギーを使って解くのはわかりましたが、なぜこのように解くのは間違えなのですか？ 垂直抗力については解説は大丈夫です

重要問題 18 鉛直面内での円運動 (その1) 図は, なめらかな水平面と, 半径がで内面がなめらかな 半円筒を,Aにおいてなめら かにつないだものを,鉛直面 内で切った断面図を表してい る。 図の左端において, ばね (k) Immo 差が つく! B 0 A 定数kのばねが,質量mの小さな物体を水平に打ち出すように設定されている。 いま, ばねを自然長からαだけ縮めて放したとする。 すると, 物体は水平面上を すべり,円筒面の内面に沿って上昇する。 ここで, ばねのエネルギーは物体のエ ネルギーに完全に変わるものとする。 重力加速度の大きさをgとして, 次の問い に答えよ。 (1) 円筒に入射するときの物体の速さを求めよ。 (2) 円筒面に沿って上昇するときの物体の速度の2乗および抗力を, 直径の他端 Bから測った角度 0, およびそれ以外の与えられた量を使って求めよ。 (3) 物体が円筒面を離れるときの cos0 を求めよ。ただし 0<< とする。 (4) 物体が円筒面を離れた後に, ちょうど円の中心を通過するようにしたい。 そ のためには,k, m, a, g, r の間には一定の関係がなければならない。 kをm, a,g,r で表せ。 〈立命館大〉

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

この問題の解答があまり分からないのですが、 なぜ左向きに速さ最大なら振動数が最大になって、右向きに速さ最大なら振動数が最小となるのですか？ 教えて欲しいです！

第3回 最後に,音源が静止し, マイクが単振動をしている場合を考える。 図3のように, マイクと壁をばねで結び,マイクをx軸上で,振幅A (7), 周期Tの単振動を fo させた。マイクの位置xと時刻tの関係は, その振動の中心を x=0 として, 図4 のように表される。 マイクには音源からの直接音だけではなく, 壁からの反射音も届 いており, マイクはその両方を観測している。 静止 XC A 0 壁 x -A 0 A 図 3 -A 12 T 図 4 T t

確認問題26において、どうしてコンデンサーC1,C2にそれぞれ同じ電圧がかからないんですか？例題の方では同じV'としていたのに。どなたか教えて欲しいです😭

そ 29 す。 でした せて (8) 0本 kQ本 0本 この外側 確認問題 265-3 に対応 極板 A, Bからなる電気容量 C [F]のコンデンサー C, と, 極板C,Dからなる電気容量2C[F]のコンデンサー C2 を起電力3 V〔V〕の電源につないだ,右図のような回路 3 がある。 次の各問いに答えよ。 (1) Cì,C2に電荷が蓄えられていない状態でス イッチを入れた。 しばらく経ったときにC1, C2に蓄えられる電気量 Q1, Q2 をそれぞれ求めよ。 ABCD C1 C2 2C (2)C2のみ1.5V [V] の電源につないで充電した (極板Cに正電荷,Dに負 電荷が蓄えられた)。 その後, 上図の回路のようにつなぎ, スイッチ を入れた。 しばらく経ったときにC1, C2に蓄えられる電気量 Q1 Q2 をそれぞれ求めよ。 (3) C2のみ 4.5V [V] の電源につないで充電した (極板Cに正電荷,Dに負 電荷が蓄えられた)。 その後, 上図の回路のようにつなぎ, スイッチ を入れた。 しばらく経ったときにC1, C2に蓄えられる電気量Q1, Q2 をそれぞれ求めよ。 28 コンデン 18 解説 同じ回路で, コンデンサーが充電されているときと, されていないときを比べる 問題です。 V=N NS= Job Q=CV,電圧10ルール, “独立部分の電気量の総和が不変” の3つを使って いきましょう。 (1) C1, C2 にかかる電圧をそれぞれ V1, V2 とすると 3V +Q₁ FQ C= V₁ +Q2 2C: V2 -Q21 Q=CV1 Q2=2CV2 (2) 回路1周の電位の変化は0なので (電圧1周0ルール) (1) 3V=V1 + V2 ここで極板B,Cのところは、回路から独立しています。 もともとコンデンサーは充電されていなかったので “独立部分の電気量の総和が不変”であることより

（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

(3)の問題です。 向心力は考えないのはなぜでしょうか？またみかけの力である遠心力の方を一緒に考えちゃっていいんでしょうか？どなたか解説よろしくお願いします。

7 図のような傾斜軌道を下り、半径rの円形のレールを滑走する台車について考え る。台車の質量をm、重力加速度の大きさをgとし、台車は質点として扱い、台車と レールとの間の摩擦を無視する。 (1)点Dでの台車の速さ VD を求めよ。 台車の出発点Aの高さをんとする。 (2) ∠COBが0となる点Bでの台車の速さ VB を求めよ。 A C B 0 D レールの円形部分の頂点をCとし、∠COBが0となる点Bで、レールが台車におよぼす力の大きさNを求めよ。 台車が点Cを通過するための、出発点の高さんの最小値ん。 を求めよ。

ㆍ物理の等速円運動の加速度のところです。 ㆍ？ᆢ写真２枚目の２行目のオレンジ線の部分vωはどのから導けるかがわからないので教えていただけると助かります。

運動の加速度(PAL) B 周期と回転数 period r 27 等速円運動する物体が回転する時間を周期という。等速円運動の 半径を [m], 速度を w [rad/s], 速さを v[m/s], 周期をT[s] とする と、1回転したときの物体の移動距離は円周 2[m] であるから (πは円 2周率)(60)を用いると次の式が得られる。 @a き 270 2π と TU (T) T= ビー W= ‣ p.65 r (61) v=rw (60) ①秒 当たりの回転の回数を回転数という。回転数の単位にはヘル 記号を用いる。 回転数 [Hz] と周期 T の関係は次のようになる。 wwww れ n = ①回転する時間 (62) また,(61),(2)式より, ωとnの関係は次のようになる。 w = 2πn w ✓ 問20 半径 0.40mの円周上を1分間に15回転する等速円運動を考える。 このときの 周期 T[s],回転数 n [Hz], 角速度 [rad/s], 速さ [m/s] を求めよ。 (63) C 等速円運動の加速度 等速円運動では,速度の大きさ(速さ)は一定だが,その向きは常に変 化しているので、速度自体は変化している。つまり,加速度が生じてい る。この加速度 [m/s] を求めてみよう。 p.12~13 ④=wt 図52 ③のように,半径 [m]の円周上を角速度[rad/s] で等速円運 |動する物体を考える。 時間 4t[s] の間に角40[rad〕 (= w4t)だけ回転し, 速度が [m/s] から [m/s] になったとする。 このとき,速度の向きも 10 だけ回転するので,とのなす角は40である(同図⑥)。 JAA 経過時間 4t を短くしていくと, 40も小さくなっていく。このとき, 速度の変化に垂直な向き, すなわち、円の中心を 向くようになる。 等速円運動の加速度は,a 40→おわつはのめ At で与えられるから おわりひ と同じ向き,すなわち、円の中心方向を向く(同図◎,③)。 1回転するときの角は2πrad(=360°) なので、これを角速度で 期Tが求められる, と考えることもできる。 2 回転の回数や回転角はいずれも無 次元は[TJ]であるし て周 しまじめ 5

（２）教えてください

するまでの移動距離は何mか。 また、 この間の変位はどちら向きに何mか。 思考 10. 平均の速度と瞬間の速度 図の 曲線は、x軸上を運動する物体の位置x [m] と経過時間t [s] との関係を示している。図 の直線は、 t = 2.0s でのグラフの接線である。 (1) 2.0~4.0sの間の平均の速度は何m/s か。 ↑x[m] 16.0 12.0 9.0 4.0 1.0 t[s] 0 1.0 2.0 3.0 4.0 A t = 2.0s における瞬間の速度は何m/s か。

(2)(3)についてです。 この二つの問題は単振動のエネルギーの考え方で解いても大丈夫でしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

基本例題31 単振動の式 図のように, 質量 1.0kgの物体が, 原点Oを中心と して, x軸上で振幅5.0mの単振動をしている。 基本問題 224 225 226 227 Q P x=3.0mの点Pにあるとき、 物体は12Nの力を受け ているとする。 -0.50 O 3.0 x[m] (1) 単振動の角振動数と周期を求めよ。 (2)物体が点Pにあるとき、 その速さはいくらか。 (3) 振動の中心を通過するとき、物体の速さはいくらか。 (4) 物体がx=-0.50mの点Qにあるときの加速度を求めよ。 (5) 物体の加速度の大きさの最大値はいくらか。 sin' wt+cos'wt=1から, coswt=± @ 点Pでの速さは, 指針 単振動の基本式を用いて計算する。 (1) 運動方程式 「F=-mwx」 から角振動数 を求め, 「T=2π/w」 から周期を計算する。 (2)(3) x=Asinwt」 を用いて sinwt を求め, coswt を計算し、 速度を示す式 「v=Awcoswt」 から算出する。 また, 振動の中心では速さが最 大になる。 (4)(5) 「a=ω'x」 を用いる。 加速度の大きさ が最大となるのは,振動の両端である。 -12=-1.0×w2×3.0 解説 (1) 運動方程式 「F=-mw'x」 に, 点Pでの値を代入すると, w²=4.0 w=2.0 rad/s 周期は, T=- 2π 2π w 2.0 ==3.14 3.1s (2) 変位xを表す式 「x=Asinwt」 から, 3.0=5.0sinwt sinot = 3/ 5 4 v=|Awcoswt|=5.0×2.0× =8.0m/s 5 (3) 振動の中心では,物体の速さが最大になる。 v=Aw=5.0×2.0=10m/s (4) 加速度と変位の関係式 「a=-ω'x」 を用い と, a=-2.02×(-0.50)=2.0m/s2 右向きに 2.0m/s2 (5) 振動の両端で加速度の大きさが最大となる。 a=Aω²=5.0×2.02=20m/s2 Point 単振動の特徴 単振動において,振動の中心では,速さが最大. 加速度および復元力の大きさが0となる。また, 振動の両端では,速さが0. 加速度および復元 力の大きさが最大となる。

どちらも 答え 0.20mになりますか？

11 [力のつり合い] 質量の無視できるばね定数196N/m のばねがある。 重 力加速度の大きさを 9.8m/s” として,以下の問いに答 えよ。 図1 図2 (1) 図1のように, 天井にばねをつるし, ばねの下端 に質量 4.0kg のおもりを付けた。 このときの, ばね の伸びの長さは何か。 CONT m (2) 図2のように, ばねの一端に質量 4.0kgのおもり をつるし、他端に糸を付けて滑車を通して糸の他端に 質量 4.0kg のおもりをつるした。 このときのばねの 伸びの長さは何mか。 tes mo 0000000000000000