(1)です。垂直抗力を求める問題で重力と垂直抗力が単体で現れてるのはなんでですか？重力があっての抗力ではないんですか？

|知識 59. 円錐面内での等速円運動 図のように、 内面がなめらかな円 錐形容器が、 中心軸が鉛直方向と一致するように、頂点を下にし て固定されている。 頂点を原点とし、 鉛直上向きに軸をとる。 z軸と側面とのなす角 (半頂角)は0である。 円錐形容器の内側の 面上にある z=ZAの点Aから、 面に沿って水平方向に、 質量mの 小球を速さで打ち出したところ、 小球は一定の高さを保った 2 ZAA ZAR o 10 まま等速円運動をした。 重力加速度の大きさを!とする。 大○ (1) 小球が容器の面から受ける垂直抗力の大きさを、mg、 0 を表示 z=0) 用いて表せ。 には、能力、垂直抗 (2) 等速円運動の向心力の大きさを、mg、0を用いて表せ。 (3)g を用いて表せ。 (4) 等速円運動の周期を、ZA、g、0を用いて表せ。 例題1 ⑤ヒント (1) (2) 小球は、重力と垂直抗力を受け、等速円運動をする。 水平面内を運動するので、垂直抗 力の鉛直成分と重力はつりあっている。また、 向心力は水平面内での円の中心を向いている。

教えてくれると幸いです

10. 水圧 3分 次の文章中の空欄 |に入れる指数として最も適当な数字を下の①~⑤のうちか ら1つ選べ。 水圧は水面からの深さによって変化する。 水深1.0mの場所の水圧と, 水深2.0mの場所の水圧を比 べた場合, 水圧は 9.8×10 Pa だけ異なる。 ただし, 水の密度を1.0×10°kg/m3, 重力加速度の大き さを 9.8m/s2 とする。 また, 1Pa=1N/m² である。 ① 1 ②2 ③3 ④ 4 ⑤ 5 11. 糸の長さが変わる振り子 3分 長さが1で, 伸び縮 みしない軽い糸の一端に, 質量mの小球をつけ,これを 図のように 1/2 だけ垂直な段差のついた水平な天井の点0 から段差にそってつるす。 次に, 糸がたるまないように, 小球を点Aまで持ち上げて静かに手をはなすと, 小球は 最下点Bを通過して, 点Cに達した。 小球が点Cに達するときの速さはいくらか。 次の① ⑤ のうちから正しいものを1つ選べ。 ただし, 重力加速 度の大きさをg とする。 B √gl ① gl 2 V 2 ③√gi ④√2gl 62√gl 06 (m) [2021 追試] A [2001 武蔵工大 改〕 12. ばねに押し出された小物体の運動 5分 図のように, 小物体を軽いばねに押しつ け, ばねを自然の長さからxだけ縮めた後, 静かにはなした。 小物体は水平面上を運動 した後, 曲面をのぼり, 点Aで速さ 0に なった。 小物体の質量をm, ばね定数を k, 重力加速度の大きさをgとし, すべての 面はなめらかであるものとする。 8000000 自然の長さ い h 問1 ばねから離れて水平面上を運動する小物体の速さ”を表す式として正しいものを次の①~⑥ のうちから1つ選べ。 2kx ① kx2 ② kx2 m ④ 2kx k m 2m m V m x ⑥ ko V 2m x 問2点Aの水平面からの高さんとして正しいものを次の① ⑥ のうちから1つ選べ。 112 ① mv2 02 v" mv2 (4) g g mg 2g 2g 10第1編力と運動 M+ 2mg dom M [2016 本試]

距離rがhtanθになるのですか？そして、速さvがルートghになるのも分かりません。どなたか教えてください🙇‍♀️

【解答番号 A 図1のように,半頂角0の円錐面を頂点0を下にし, 中心軸を鉛直線に一致させて固定 する。質量mの小球Pが,この円錐のなめらかな内面に沿って, 水平な面内で等速円 動をしている。頂点0からその軌道面までの高さをんとし, 重力加速度の大きさを する。 すいちょくこうりょく N P h A d O 図 1 問1 等速円運動の周期Tを表した式として正しいものを,次の①~⑥のうちから一つ遊 べ。T= r=htand ①π Ng h JABO Nsind=mg v=igh mix =Noose た 2xhtand Ngh 201 htane h ② πtan 0. ③ π h Ng tan √ g

わかりません💦教えてください🙇

必解 45. 〈円錐振り子〉 図1のように,質量mのおもりを,長さの軽くて伸びな ひもの一端につけ、もう一端を,鉛直方向を向いている天 頂角20のなめらかな円錐面の頂点に固定した。 重力加速度 の大きさをgとし、次のア~カに当てはまる解答 を0,g,m, lrを使って表せ。 ただしオカの解 答ではは使ってはいけない。 図1のように、円錐面上でおもりに角速度で円運動をさ せた。ωを大きくしていって, w2=アになると,円錐 面からおもりが受ける抗力は0になる。 このとき, ひもの張 力はイになっている。 それ以上の角速度では,おもり は円錐面から離れた状態で円運動を行う。 図 1 m 次に,ひもの代わりに, 自然の長さが1でばね定数が mg m 図2 のばねを使って、 図2のように円錐面上でおもりに円運動を させた。そのときのばねの長さを とすると,角速度 ω は 2=ウで与えられる。 また, 円錐面からおもりが受け る抗力はエになっている。 角速度 ω を大きくしていくとばねの伸びは大きくなってい きばねの長さがオになったときに円錐面からおもりが受ける抗力は0になること がわかる。また,そのときの角速度は2カで与えられる。 それ以上の角速度で は、おもりは円錐面から離れた状態で円運動を行うことになる。 〔上智大]

なぜ糸の張力がMgになるのか教えてください🙇‍♀️

円盤からの垂直抗力を mg 発展例題19 円錐容器内の運動 V 容器の内容 z軸を中心軸とする頂角20の円錐状の容器がある。容器の内 側に質量mの小球があり、容器の底にある小さな穴を通して,質 量Mのおもりと糸で結ばれている。 小球は,穴から円錐の側面に 沿って距離Lの位置を保ち、 容器内のなめらかな斜面上を速さひ で等速円運動しており, おもりは静止している。 糸と容器との間 に摩擦はなく,重力加速度の大きさをgとする。 小球の速さv を, m, M, L, 0, g を用いて表せ。 (筑波大改) 指針 小球とともに回転する観測者には, 距離Lが一定なので, 小球は,重力, 糸の張力, 垂直抗力, 遠心力を受けて, 力がつりあって静止 しているように見える。 円錐の側面に沿った方向 の力のつりあいの式を立てる。 なお, 静止した観 測者には,小球は重力, 糸の張力, 垂直抗力を受 けて,等速円運動をするように見える。 解説 小球とともに回転する観測者を基準 に考えると,小球には図のような力がはたらく。 糸の張力は,おもりが受ける力のつりあいから, m 発展問題211, 216 -sin0 LO m Mg である。 円運動の半径 垂直抗力 はLsin0 なので, 遠心力 の大きさはmv²/ (Lsine) となる。 円錐の側面に沿っ た方向の力のつりあいから, Mg 2 vo² 10 L sine - mg cose-Mg=0 L Vo=. (M+m cos0) g m M Vo vo² m L sine m -sind L sind mg mg cost カ E に } @ t 21 21

問3で私の答えが5番になったのですが答えは2で、どこが違ってきているか分かりません。

- Cosy) 9 0 分 直後での運動量保 **第18問 次の文章を読み、下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 【10分 図1のように水平な床の上に半頂角0の円錐をその軸が鉛直になるように固定 した。円錐の頂点から質量mの小球が長さの軽い糸でつるされており、円錐 と接しながら角速度で等速円運動をしている。 糸は伸び縮みせず。円錐面はなめ らかである。ただし、重力加速度の大きさをgとする。 とする 0 問 等速円運動の周期はいくらか。 正しいものを、次の①~⑥のうちから一 つ選べ。 T= 1 会 20 mgsin+lucos²8) O' m (gcose + lu'sin¹0) 2x W w² (r-mlsing) = gross and rw²³-mew singsing cos 問2 小球が糸から受ける張力の大きさSはいくらか。 正しいものを次の①~8 のうちから一つ選べ。 S 2 17 W 2x 2 m (gsinf-lo cos³0) mr W=gsind cost + me ursing 4mgcost-la'sin³0) mairt (gos + sin() W² = [sing wire w f =mrw² (0) (050)-1) b = 2,415 M Tsint F Tco₂0 mg J 20 I (groso + lu² sino) cost = g U₁² 11 groso sino 問3 をいろいろ変えて小球を等速円運動させるとき、小球にはたらく垂直抗力 の大きさは図2のように変化した｡ 図2のc)はいくらか。 正しいものを､下 の①⑤のうちから一つ選べ。 03 m = mg sing w²=lgsing 〒53 0 mr 4 masin mg (050+ lw²siño) = [ 9 V Isin __w² T mut sing gcos T mg sine + N mg coso 2 QF mg 1030 Im CO₂O mg Burg mycose + ml wsing T T my co me sinfu = ((stein² ou ² ) 9 Icos my cosp 図2 Ex mg = m + cos w² g r como e COD w² mgsing N mesingumasing macoso I + me sinow sint ex=lsing gsin 1 Tsing BSAJN + == T-mg cose my 00 Aug Tcose + Nsin0 = mg) Ttanf Too 30 My he ca = 3 mrw² mg _ru tand: g w² wid. ₂N

(3)でβ<<1とできる理由を教えてください

解答 (1) 図より 例題3-17 図のように,頂角 α の直角プリズム ABCが 空気(屈折率を1.0 とす る) 中に置かれている いま,空気中の波長が入 の単色光平面波をプリズ ムのAB面に垂直な方 向から入射させたとこ ろ, プリズムを透過した 光波は,プリズムの下方DE間を通って直進した同じ単色光平面波と。 の角度をなして重なった。 このとき形成される干渉じまをFG面にスク リーンを置いて観測する。 次の各問いに答えよ。 プリズムを透過した光波のプリズム AC面における屈折角β を求めよ。 プリズムのこの光波に対する屈折率 n を求めよ。 頂角αが非常に小さいとしたとき, δをnとαを用いて表せ。 FG面はプリズム下方 DE を通って直進した光波の進行方向に対して 垂直とし、この面内に図のようにx軸をとる。 プリズムを透過した光 波の波面はその進行方向と垂直であるから, x=0の位置を通るこの光 波の波面は破線で示したようになる。 このとき FG面上に形成される干 渉じまの隣り合う明線の間隔 4x を求めよ。 屈折角 β=α+8 (2) 屈折の法則より n= BA95HX- sin B sin (a + 8) sina sina (3) α<1,β=α+ 8≪ 1 だから ( 2 ) の結果より n= a+d a 8= =(n-1)α(p.227 発展 プリズムで屈折した光の干渉 A TB BDC E (18 α d 8 C F x=0 G 249 (北海道大) 8

この問題では、向心力はないのですか。

発展例題19 円錐容器内の運動 z軸を中心軸とする頂角20の円錐状の容器がある。 容器の内 側に質量mの小球があり, 容器の底にある小さな穴を通して, 質 量Mのおもりと糸で結ばれている。 小球は,穴から円錐の側面に為 沿って距離Lの位置を保ち、 容器内のなめらかな斜面上を速さひ で等速円運動しており, おもりは静止している。 糸と容器との間 に摩擦はなく,重力加速度の大きさをg とする。 小球の速さひ を m, M, L, 0, g を用いて表せ。 (筑波大) 指針 小球とともに回転する観測者には, 距離Lが一定なので,小球は,重力,糸の張力, 垂直抗力,遠心力を受けて, 力がつりあって静止 しているように見える。 円錐の側面に沿った方向 の力のつりあいの式を立てる。 なお, 静止した観 測者には,小球は重力, 糸の張力,垂直抗力を受 けて,等速円運動をするように見える。 解説 小球とともに回転する観測者を基準 に考えると, 小球には図のような力がはたらく。 糸の張力は, おもりが受ける力のつりあいから, biant Mg である。円運動の半径 垂直抗力 はLsind なので,遠心力 の大きさはmv²/ (Lsine) となる。 円錐の側面に沿っ m 発展問題 211, 216 z (S) た方向の力のつりあいから, Mg vo² 2 L sine sine 10 -mg cose-Mg=0 Vo=. IO L m (1) OM (M+m cos0) g m m Vo 2 vo² Lsine sin 2 vo² Lsine m mg M mg cose

この解答の図のMgsinθとMgcosθは逆では無いのですか？なぜこうなるのか教えて欲しいです。お願いします。

12.糸でつながれた2物体の運動 08分 図1のように,あら い斜面の上に質量Mの物体Aを置く。 Aには軽い糸で質量mのお もりBがつながれ, B は滑車を通して鉛直につり下げられている。 斜面が鉛直方向となす角度(頂角)は0°<0≦90°の範囲で変える ことができる。 Aと滑車の間では糸は常に斜面に平行に保たれる。 滑車は軽く、 またなめらかに回転できる。 ①1-μtan01 ②1 +μtan O ③ cos 01-μsin 01 ④ cos 01+μsin 01 ⑤-μcose+sin 01 ⑥ μcoso+sin 01 問2 図2のように, 斜面を水平 (8=90°) にし, A を面上に置い て静かにはなしたところ, B は降下し始めた。 Bが距離んだけ降下したときの, Aの速さを表す式として正し いものを次の①~ ⑥ のうちから1つ選べ。 ただし,このときAは面の端まで達していないものとする (√2gh (2) [③] [⑤] Aと斜面の間の静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ′,重力加速 度の大きさをg とする。 図 1 問1 最初,Aは斜面上に静止していた。 斜面が鉛直方向となす角度(頂角)を徐々に大きくしていくと, 角度が 01 をこえたときにBが降下し, Aは上向きにすべり始めた。 2mgh m+M m このとき, 質量の比 を 01 で表す式として正しいものを、次の①~⑥のうちから1つ選べ。 M 2gh(m-'M) M 4 6 2mgh M 2gh (m-μ'M) A m 2gh (m-μ'M) m+M M A M 滑車 図2 B m [2010 本試]

この問題の(4)の書いてあることって、物体が接している円錐面自体が加速度αで上昇するということですか？ だから上昇する反対向きに慣性力が働くので、見かけの重力が働くということですか？ 教えて欲しいです。

38 図のように軸が鉛直で半頂角0 の円す いのなめらかな内面にそって,質量m 〔kg〕の小球が高さん 〔m〕 の位置で等速円 運動をしている。重力加速度の大きさを g 〔m/s²〕 とする。 0 力学 27 11 STATI (1) 小球の速さv[m/s] を0,m,h, g のうち必要なものを用いて表 せ。 (2) 小球が円すい面から受ける垂直抗力の大きさN〔N〕 をm, 0,g を用いて表せ。 +(3) (3) 円運動の周期T [s] を 0, hg を用いて表せ。 (4) 円すい面が一定の大きさの加速度α 〔m/s²] で上昇しているとき 同じ高さん 〔m〕 で等速円運動をさせるためには、円すい面に対する 小球の速さv'[m/s] をいくらにすればよいか。 h, g, α を用いて表 せ。 (九州大+信州大+センター試験)