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物理 高校生

(4)の(g)が分かりません(黄色マーカー部分)。解答解説(写真3枚目)の部分で、なぜMの水平方向の速さ0、mの水平方向の速さvになるのか分かりません。

283 支点の動く振り子の運動 図1のように, レールの上を水平に移動できる質量 M の台車に質 L 台車M m S ・釘・ ABS O レール mの小球が長さLの軽い糸でつるされており, 鉛直下向きに重力がはたらいている。 重力加速度 の大きさをgとする。糸は伸び縮みせず,また, 台 車とレールの摩擦は無視できるものとする。台車 重心は支点Sにあるものとする。 はじめに,台 車と小球は静止しており,糸は図1のように大き さの無視できる固定された釘によりレールを含む鉛直面内で曲げられている。このと 糸は台車の支点Sから釘までは鉛直で, 釘から小球までは鉛直に対して角度と なっている。支点S から釘までの距離を1Lとする。 図 1 次の(1)~(5)の ( )に適する式を入れよ。 ただし, (a) (b)はM,m,L,g,δの中 から,(c)~(g), (j)は M,m, L, g, vの中から, (h), (i)は M,m, L,g,v, 0 の中 から必要なものを用いて表せ。 また, v は (a)で求めた小球の速さを表すものとする。 (1) 小球を静かに放すと, 小球は右側に動き始め, 小球が最下点に達したのち, 台車 も動き出した。 小球が最下点に達した直後の小球の速さは( a ),糸の張力の大 きさは(b)である。 (2) その後、 図2のように小球は最下点からさらに 台車 M 右側に振れ、 鉛直からの振れ角0 が最大となった。 レール このときの台車の速さはc) 振れ角の余弦 cosは(d)である。 Jo その後、小球の振れ角は減少し,再び小球が最 下点に達した。このときの台車の速さは(e), 小球の速さは(f)である。 (4) その後,糸は再び釘に触れることなく,台車と om 図2 小球は運動を続けた。 このときの台車と小球からなる物体系の重心の水平方向の速 ヒント 282(2) 物体系には外力ははたらかないので, 2物体の重心は一定の速度で動く。 (7)2物体の重心が等速度運動をすることと, 小球が台に対して単振動をすることを利用

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物理 高校生

高校物理です! この問題のエの答えがb→aなのですが、解答の黄色の線の部分はなぜこうなるのですか? 教えてください!

問2 次の文章中の空欄 I に入れる数値と記号の組合せとして 最も適当なものを,後の①~⑧のうちから一つ選べ。 2 図2のように、抵抗値が2.003.0Ωの抵抗, 可変抵抗 抵抗値のわか らない抵抗Rと, 検流計, 直流電源を接続する。 可変抵抗の抵抗値を 1.0 Ω にすると,検流計に電流は流れなかった。 このことより,抵抗R の抵抗値 は ウ であることがわかる。順で焼き また可変抵抗の抵抗値を1.0Ωより大きくすると、 検流計に電流が流れ た。このとき、 検流計に流れた電流の向きは図2の I の向きである。 可変抵抗 2.0 a 20 2 R R = 検流計 (↑) 3.0Ω →I2 R 60 V= V 図 2 〔電流の向きの別解] 可変抵抗の抵抗値を 1.0 Ωにすると, ab 間の検流 計に電流が流れないので, 点と点bは等電位であ る。 ab間の検流計と導線を取り去り、可変抵抗の抵 抗値を1.0Ωより大きくすると、 点a を流れる電流 は小さくなるので, 2.0 Ωの抵抗に加わる電圧は小さ くなり,点aの電位は低くなる。また,点bを流れ 電流は変化しないので,点bの電位は変化しない。 よって、この状態でab間を導線でつなぐと, b→a の向きに電流が流れる。

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