どうして5番はエネルギー保存ではなく運動方程式でとくのですか？

必解 49. 〈振り子の運動〉 図のように, 長さLの伸び縮みしない軽い糸の端に質量m の小球を取りつけ,他端を点Aに固定する。 点Aから距離 1/ だけ真下にある点には細い釘があり, 糸は釘にかかる。 小球 は鉛直面内のみを運動し, 空気抵抗は無視できるものとする。 重力加速度の大きさをg として,次の問い(1)~(5)に答えよ。 小球 BO L 初めに, 糸がたるまず水平になる位置Bから小球を静かにはなした。 (1) 小球が最下点Cを通過するときの速さを求めよ。 (2) 糸が釘にかかる直前の, 糸の張力の大きさを求めよ。 (3) 糸が釘にかかった直後の, 糸の張力の大きさを求めよ。 00 NT OD (4)糸が釘にかかった後,小球が鉛直方向から角度 6(0<<この位置に達したときの 糸の張力の大きさを求めよ。 次に, 小球を位置Bにもどし, 小球に下向きの速さを与えた。 (5)小球を点Aに到達させるために必要な, 小球に与える下向きの最小の速さを求めよ。 [24 富山県大〕

二についてで、3枚目の写真のW1＝V1IΔtとなるのが何故かわかりません。Iは変化してるのでこの式では表されないと思ってしまいました。教えてくださいm(_ _)m

次の文章を読んで, に適した式または数値を,{ のを一つ選びその番号を, それぞれの解答欄に記入せよ。 なお, からは適切なも はすでに で与えられたものと同じものを表す。 また, 問1~問3では,指示にした って、解答をそれぞれの解答欄に記入せよ。 ただし、円周率をとし,以下に登場 する物質や気体の透磁率はすべてとする。 (1) 図1のように,長さd,半径の円筒に抵抗の無視できる導線を一様に N回巻 き付けて作ったソレノイド(以下コイルとよぶ)がある。 円筒内部は気体で満たさ れており,コイルの長さdはと比べて十分長く,このコイルに電流を流すと円 筒内部には一様な磁束密度ができる。 このコイルに外部電源を接続して電流Iを 流したときに円筒内部に発生する磁束密度の大きさは イ である。 次に,微小時間 4tの間に電流をIからI + AIにゆっくりと変化させると コイルには誘導起電力 AI ロ × 4 が発生する(AIは微小量であり,起電 At 力の符号は電流の上流側の電位が高い場合を正とする)。 このことから,このコ イルの自己インダクタンスは ハ である。 また, 時間 4t の間に外部電源 がコイルにした仕事は ×4I である。 d 巻き数N

この問題の、2枚目の解説の写真の右側の上から8行目の、2つの小球は重心を中心とした等速円運動すると言えるのがなぜなのかよくわかりません。教えてください。

次の文章を読んで, に適した式または数値を,{}からは適切なも のを一つ選びその番号を,それぞれの解答欄に記入せよ。また,問1では,指示にし たがって, 解答を解答欄に記入せよ。 ただし, 円周率をπ, 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 図1(a)のような自然長Lで質量が無視できるばねの一端に,質量Mで大きさ が無視できる小球を取り付けた。 このばねのばね定数はんである。 一体となった ばねと小球を,なめらかな水平平面上に置き, 小球が付いていない方のばねの端 を,水平平面上の点0に固定した。 ばねは点0のまわりを自由に回転できる。 水平平面上で, 小球を点0のまわりで, ある一定の角速度 ω (ω> 0) 等速 円運動させたとき, ばねは伸びて, 図1(b) のように点0から小球までの距離が ア Rであった。 ばねの復元力により小球には点0の方向へ大きさ イ がかかっている。 また小球には点0から遠ざかる方向へ大きさ 心力がかかっている。 反対の方向へ働くこれらの力の大きさは,いずれも点 0 から小球までの距離に依存する。 すなわち, 角速度が ω の場合に,両者の大き さが等しくなる点0から小球までの距離がRであり,それはk, M, L, ω を用 いて ウ と表される。 の力 の遠 問1 図1(b)の小球が等速円運動を行うための条件を導出し, 角速度w (w> 0)の 範囲で示せ。

この黄色下線の式が成り立ちということは張力Sの方が見かけの重力g'より大きいということですか？

平な床面上で水平方向に運動することができる実験装置を 止させ、実験装置内の天井の点Qに, 軽くて伸び縮みしない長さLの糸の一端 を固定し、糸の他端に質量mの小球を取り付け, 小球を最下点Aで静止させた。 全体が静止した状態から実験装置を一定の大きさαの加速度で水平右向きに動 かし続けて,実験装置内に固定したビデオカメラで振り子の小球の運動を撮影す ると,糸がたるむことなく,小球が点Aから上昇して鉛直線と糸のなす角度が 60°となる点Cに達した後,点B を中央としてAC間の円弧上を往復するようす が確認できた。 空気抵抗は無視できるものとする。 ma 60° mg 糸 実験装置 L 問4 次の文章中の空欄 ウ 小球 m 図5 →a B-1 床面 a D = ±av² + myle - +4 AV - myL I に入れる向きと数値の組合せとして 最も適当なものを,後の①~⑥のうちから一つ選べ。 23 ビデオカメラで撮影した小球の運動において, 小球にはたらく重力と慣性 力の合力をみかけの重力とよぶこととする。 このみかけの重力の向きは ウ の向きである。また,実験装置の加速度の大きさと重力加速度の 大きさの比は a エ である。 g ウ H ④ ⑤ ⑥ QA Q → A Q → B Q →B Q→C Q-C → √3 32 1 √3 1 18 √√3 2 √3 2

力学　運動方程式の問題です。(2)の部分で、Aが2lだけ落下した時に、なぜBがlだけ上昇するのかいまいちわからない感じです！

A 〈問4-4 右ページ上図のように定滑車にかけた質量の無視できる糸の一端に物体Aを吊る 他端には質量の無視できる動滑車をつけ、天井に固定した。 動滑車には質量 4mの物体Bを吊るしてある。 以下の問いに答えよ。 (1) 物体Aの質量がいくつのとき、物体A, Bは静止するか。 物体Aの質量が7mのとき、物体Aは下降し、物体Bは上昇した。」 (2)物体Aの加速度 α と, 物体Bの加速度 42 の関係を求めよ。 (3)α1 の値を g を使って表せ。 てんだ 解きかた (1) 物体Aの質量をM, 物体A,Bにはたらく張力をそれぞれ T1,T2とし、 物体A、物体B,滑車の3つについての力のつり合いを考えます。 物体A: T = Mg ......① 物体B: T2=4mg ...... ② れだ。 動滑車 : 2T=T2 ......③ ①③式より T₂ = 2Mg ....④ まずは、 ② 2Mg=4mg 式より ゆえに M=2m (2)が2ℓだけ落下した時間をtとすると,その間にBはだけ上昇します。 (答 等加速度運動の式より A: 2l=art² = ......⑤ B:l= azt2 2 ..⑥ ⑤ ⑥式より a=2a2 答 補足一般に、動滑車の変位 x, 速さ, 加速度αは, すべて半分になります。 解きかた (3)(1)と同様に力を設定し、運動方程式を立てます。 [の] [法 から ちょっと 物体A : 7mg-Ti=7ma……① 物体B: T2-4mg = Amaz 8 動滑車 : 2T-T2=0a ...... 9 ⑧ ⑨式よりT2を消去して 2-4mg=4maz ⑩式よりT」を消去して

135の（2）についてです。 解答の黄色マーカーの部分が、どうして1/7mghになるのかが分かりません。 何故そうなるのか詳しく教えて頂けると嬉しいです。

思考 □135. 力学的エネルギーの変化 図のように,質量mの物体を, 水平面 から高さんのなめらかな斜面上から, 静かにすべらす。 物体は, 長さLの粗 L い水平面を通り過ぎ,同じ傾斜をもつなめらかな斜面上を,高さまで上 がった。重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 動摩擦力が物体にする仕事を求めよ。 254 2 m FOLLS グラフにプロット (2) 時間が経過すると, 物体は粗い水平面を往復し, いずれ静止する。 物体 が静止する位置の, 粗い水平面上の左端からの距離を求めよ。 135. セント (3) 右側の斜面だけ, 傾斜を大きくしたとき, 物体が静止する位置は, (2)と 比べてどうなるか。 以下の選択肢から最も適当なものを選べ。 (ア) やや左側 (イ) 同じ位置 (ウ) やや右側 (2) (3) 摩擦力から, 仕事をされた 分だけ、物体のもつ力学的エネ ルギーは変化する。 (1) (2) 基本問題 124 (3) 2 HA HASSTH> <D-MOJSDŠŤ JA ŽE

問4-4のBについての運動方程式では、T2を考えていますが、124の問題のBについての運動方程式では、T2を考えていないのですがどうしてでしょうか。

問4-4 右ページ上図のように定滑車にかけた質量の無視できる糸の一端に物体Aを吊る し、他端には質量の無視できる動滑車をつけ, 天井に固定した。 動滑車には質量 4mの物体Bを吊るしてある。 以下の問いに答えよ｡ (1) 物体Aの質量がいくつのとき, 物体A, Bは静止するか。 物体Aの質量が7mのとき, 物体Aは下降し, 物体Bは上昇した。 (2) 物体Aの加速度 α と, 物体Bの加速度 α2 の関係を求めよ。 (3) 41 の値を g を使って表せ。 解きかた (1) T1,T2とし、 物体Aの質量をM,物体A,Bにはたらく張力をそれぞれ A: 2l = art = -a₁t² ⑤ ⑥ 式より α=2a2 答 物体A, 物体B, 滑車の3つについての力のつり合いを考えます。 物体A: T = Mg …...① 物体B: T2=4mg 動滑車 : 2T1 = T2 ......3 ① ③ 式より T2 =2Mg ②④式より 2Mg=4mg ゆえに M=2m 答 (2) Aが2ℓだけ落下した時間をとすると,その間に B は ℓ だけ上昇します。 等加速度運動の式より 2 ⑧ ⑦, ⑩ 式より T1 を消去して 補足一般に,動滑車の変位 x, 速さ v, 加速度αは、 すべて半分になります。 解きかた (3) (1)と同様に力を設定し, 運動方程式を立てます。 物体A : 7mg-T=7ma1 物体B: T2-4mg=4maz 動滑車 : 2T - T2=0.az 7mg- (2ma2+2mg) = 7mar T2 を消去して 2T-4mg=4maz ⑨式より (2)の結果より2a2 = a なので B:l= == /2a₂²² ..... 5mg=7ma+ma｣=8mar 5 よって・・・ 8 5mg=7ma+2ma2 201300 一 10 ISK

すいません。物理の単位の換算が全く分かりません…。 例題はなんとなく分かった(つもりかも)のですが、問題を解くとなると…… 自分でももう少し解いてみますので、どなたか解説をお願いしたいです。(答えはないてす、ごめんなさい。)

3 単位の換算 次の量を ( 例題 (i) はかりとった食塩の質量 67mg (kg) (i) 道路を走るバスの速さ10m/s (km/h) 解 (i) 67mg=67×10-g=67×10-3×10-kg=67×10-kg =6.7×10-5kg 1kg=103g (ii) 10m/s= 1g=10mg 1km=109m 10m_10×10-3km 3.6×103 h 1s = 1h=3.6×10's 内に示した単位に換算せよ。 (1)乾電池 A の質量 95g(kg) 95g=9.5×10g= ( 2 ) 1日の時間 24h (s) = ( 10×10-3)- 1 (3) 太陽と地球の間の平均距離 1.5×108km (m) 3.6×103 1 -km/h=36km/h (4) 円柱B の底面積 2.3cm² (m²) (5) 道路を走る自動車 C の速さ72km/h (m/s) (6) 真空中での光の速さ3×10°m/s (km/h)

物理基礎 (2)の問題で1/7mghまで求めることができました。 解説の部分の力学的エネルギーは1/7mghとなる。 そのあとの文の意味がよくわからないです 教えていただきたいです！

135. 力学的エネルギーの変化 3 7 指針 物体は粗い水平面上で負の仕事をされ、1度 通過するたびに失う力学的エネルギーは、高さん 分の重力による位置エネルギーに相当する。 解説 (1) 高さんの位置における, 物体の重力に よる位置エネルギーと、高さ の位置における, 重力による位置エネルギーの差が, 動摩擦力が物体 にした仕事である。 水平面を重力による位置エネル ギーの基準とすると, 4 mgxh-mgh=-2/mgh 7 (2) 粗い水平面を1回通過することで, 動摩擦力が 3 する仕事 mghの分だけ力学的エネルギーが減 7 6 少する。 物体が粗い水平面を1往復すると、物体は, - 1 mgh だけ仕事をされ,力学的エネルギーは 1 mgh となる。 物体の力学的エネルギーは,1回 の通過でされる仕事の1/3だけ残っているので,次 の往路のL進んだところで静止する。したがっ て, 粗い水平面上の左端から L進んだところで 静止する｡ 解答 (1) mgh (2) 1/31 (3) (イ) -L - 3 (3) 物体がされる仕事に傾斜は関係ないので、 結果 は変わらない。 (イ)の画

この(ii)の解説の意味がわからないのですが どういう意味なのか説明お願いします🙇‍♀

例題(i)はかりとった食塩の質量 67mg (kg) (i)道路を走るバスの速さ 10m/s (km/h) 解(i) 67mg=67×10~°g=67×10-3×10-°kg=67×10-*kg=6.7×10-5kg 1g=10°mg 1km=10°m 1kg=10°g 10m_10×10-3km 1 -h 3.6×10° 3.6×10° (i) 10m/s= 1s (10×10-)× -km/h=36km/h 1 D 1h=3.6×10°s