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

(1)はF＝mgμで置いてはだめですか？

基本例題 11 慣性力 知識 水平面上に台車があり、 台車の上に質量m[kg] の物体を置く。 台車と物体の間の静止摩擦係数をμ、重力加速度の大きさをg [m/s2] として、次の各問に答えよ。 基本問題62、63、04 m MAMAAGA (1) 台車が右向きに加速度α [m/s] で物体と一体となって運 動している。台車上から見た物体にはたらく力を図示し、摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 加速度を徐々に大きくすると、 物体は台車上をすべり出す。 物体がすべり出すのは、 加速度がいくらよりも大きくなるときか。 指針 台車上から見ると、物体には重力、 垂直抗力、静止摩擦力、 慣性力がはたらいている。 加速度を大きくし、すべり出す直前になったとき、 静止摩擦力は、最大摩擦力となる。 を F〔N〕として、水平方向の力のつりあいの式 を立てると、 立 F-ma=0 F=ma〔N〕 解説 (1) 台車上の観測者 から見た物体にはた らく力は、図のよう に示される。 慣性力 の大きさはma [N] A垂直抗力 慣性力 ma 静止摩擦力 (2) すべり出す直前、 静止摩擦力は最大摩 擦力となる。 鉛直方 向と水平方向のそれ車 ぞれの力のつりあい から、 AN ma μN mgy 鉛直: N-mg=0 ...I で、その向きは観測者の加速度と逆向きである。 台車上の観測者から見ると、 物体は静止してお り、力がつりあっている。 静止摩擦力の大きさ 水平: μN-ma=0... ② 式 ① から N=mg これを式②に代入し、 μmg-ma=0 a=μg [m/s] 8.20.3

(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。

1分は60秒なのに100秒で計算してるのはなぜですか？ この式が全然理解できないので教えてくれると助かります。

物体が、直線上を点A~Dまで運動した。 v [m/s] ↑ そのときの物体の速さと時間との関係は、 図のようになる。 次の各問に答えよ。 B C 30 (1) 進行する向きを正とし、 加速度 αと時 間tとの関係を表すグラフを描け。 (2) AD 間の距離を求めよ。 A D t O 1 2 3 4 5 〔分〕 解説を見る |指針 | 加速度は、v-tグラフの傾きに相 当する。 また、 AD 間の距離は、v-tグラフと時 間軸とで囲まれた台形の面積に相当する。 | 解説 (1) AB間の加速度 αAB [m/s]は、 1分40秒が100秒なので、 aAB= 30-0 100-0 = 0.30m/s2 BC間の速度の変化は0なので、 加速度 αBC [m/s2] は 0m/s となる。 CD 間の加速度 4CD [m/s] は、 5分が300秒、 3分が180秒なので、 0-30 acD =-0.25m/s2 300-180 これから、 右 のようなグラ フが得られる。 0 *a [m/s2] 0.30 3 4 5 t 12 〔分〕 -0.25 (2) 台形ABCDの面積を求める。 BC間の時間 は80秒なので、 (80+300)×30 2 =5700=5.7×103m | 別解 (2) 等速直線運動の式 「x=vt」、 等 加速度直線運動の式「x=vot + 1/2at2」 を用いる。 -×0.30×100²=1500m AB 間: 2 BC間: 30×80=2400m CD間:30×120+/12/2 -x(-0.25)×120²=1800m これらの和を求めると、 1500 + 2400 +1800=5700=5.7×103m Point> v-tグラフが直線の場合、 運動は等加 速度直線運動であり、 その傾きが加速度を表す。 傾きが0のときは、 等速直線運動である。

(5)についてです。 どうして垂直抗力N(E)=0のときも小球は軌道から離れないといえるのでしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

221. くぼみを通過する小球 図のように, A→Bの間は鉛直, B→C→Dの間は点O1 を中心とする半径rの円周の一部, DE の間は水平面に対して角0をなす斜面, E →Fの間は点O2 を中心とする半径rの円 周の一部, FGの間は水平となっている なめらかな軌道がある。 また, 点BとEは 同じ高さである。 01 に対して高さんの点 AA B 300 P h 01 E D C (土) F G ・ 02 Aから, 質量mの小球Pを自由落下させたところ, Pは軌道に沿って同じ鉛直面内を運 動した。 重力加速度の大きさをg として, 次の各問に答えよ。 (1) P点Bを通過する瞬間の速さを求めよ。 (2) 点Cを通過する瞬間の, Pの運動エネルギーと速さをそれぞれ求めよ。 (3)点Cで,Pが軌道から受ける力の大きさを求めよ。 (4) Pが点Dを通過した直後の速さを求めよ。 また,このとき, 点DでPが軌道から受 ける力の大きさと, (3) で求めた点Cで受ける力の大きさの大小を比較せよ。 (5)点Eを通過した直後に,Pが軌道からはなれないためのんの条件を, 0, h, rを用 いて表せ。 (6) 点Fを通過した直後に,Pが軌道から受ける力の大きさを求めよ。

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。 a縮めたときと、a/2縮めたときは別の事象(？)であるのに、1つの力学的エネルギー保存則の式に収めることができるのは何故ですか？そういうものなのでしょうか また、(2)ではどの時点での速さか分かりません。 どのようにしてこの問題を、解けばいいのでしょうか？

22 基 水平面上に置かれたばね 定数 k [N/m〕 の軽いばねに 質量m 〔kg〕 の小球Pを押し当 て ばねを自然長からα 〔m〕 自然長 100000000OP30 a A B だけ縮ませ,静かにPを放した。 水平面は図の点Aより左側は滑らか であるが,右側はあらく、Pとの間の動摩擦係数はμである。重力加 速度をg 〔m/s2] とする。 St (1) ばねから離れたPが点Aに達するときの速さを求めよ。 (2) ばねの縮みが 1/24 [m]であったときの,Pの速さを求めよ。 a (3) はじめにばねを自然長からa〔m〕 だけ縮ませるのに必要であった 外力の仕事 W を求めよ。 (4) 点Aを通り過ぎたPはやがて点Bで静止した。 距離 AB をを用 いて求めよ。 (5) あらい面が水平から30°傾いた斜面(図の点線)であった場合に, P が達する最高点をCとし, 距離 AC をvを用いて求めよ。 斜面と水 平面はなだらかにつながるものとする。 (大阪工大 + センター試験)

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]

センター物理の問題です 解説には、緩くなったのでAの方が遅く、動摩擦係数が大きいとあるのですが、この緩むまでの間は張力が発生してAに左向きの力が加わるためBより遅くなるとも考えられるのではと思っています。 解説お願いします🙇‍♀️

問4 Aに力を加えるのをやめたところ, 糸がゆるみ, AとBは図3のように 糸がゆるんだまましばらく運動を続け, やがて互いに衝突することなく静止 した。 力を加えるのをやめてから A, B がそれぞれ静止するまでにかかった 時間を ta, tB とする。 とμ,および, tA と B の大小関係の組合せとし て正しいものを,下の①~⑥のうちから一つ選べ。 5 図3 ① μA>μB, ta >tB ③ μA>μB, ta = t ④ ⑤ μA>μB, ta <t A ② μ <μB, tat <μB, ta = t ⑥ μA<μB, tat

20の問題についてで、解答には、閉口端の方は山は山として返ると書いてあるるのですが、閉口端は山は谷としてかえるのでは無いのですか？教えてください。

問5 次の会話文中の空欄 20 に入れる図として最も適当なものを 次ページ の①~④のうちから一つ選べ。 君た Aさん: 図5のように, 閉管のパイプの左の管口付近に音源 S とマイクMを 固定し, Sを1回たたいて音波を発生させたら, Mは図6のような 波を観測したよ。 1回目の周期で観測された波は, 音源 Sからの直接 音だね。 Bさん: 2回目以降の周期の波の先頭の山や谷は、図3の実験での考察と同様 に, パイプの左端で反射される直前にマイク M がとらえたものと解 釈していいね。 Cさん: 図6を見ると,2回目以降は、波の山が先に到達するときと,谷が先 に到達するときが, 交互に現れるようだ。 実に面白い。 Aさん:もっと面白いことを考えた。 図5のマイクM を閉管の中央の点Dに 動かして固定したうえで, 音源Sを1回たたいて音波を発生させて みよう。 このとき, マイクMが波を初めて観測してからのMが観 測する波の時間変化の様子を表すグラフは 20 のようになるだ ろう。 高山 山 M D 図 5 で fu 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 図6 ・時間 AA ① 名 ② ル (3) 時間 時間 時間 時間 HA S: Op BPE