HbとHaがなんで右上と右下の向きに行くのががわからないので、教えていただきたいです。

解説動画 発展例題 43 平行電流がおよぼしあう力 図のように、3本の平行で十分に長い直線状の導線A, B, とBに紙面の表から裏の向きに, Cには逆向きに,いずれも Cを, 一辺10cmの正三角形の頂点に、紙面に垂直に置く。 A 2.0Aの電流を流す。 真空の透磁率を4×10-7 N/A とする。 (1) A,Bの電流が,Cの位置につくる磁場の向きと強さはいて くらか。 ( (2) 導線Cの長さ 0.50m の部分が受ける,力の向きと大きさはいくらか。 指針 (1) 右ねじの法則を用いて, A, B の電流がCの位置につくる磁場を図示し,それ らのベクトル和を求める。 磁場の強さは, 1/2)」の式を用いて計算する。 発展問題 523 2 10cm (B である。合成磁場耳は,図の右 平水 向きとなる。 HA, HB は, I HA=HB= 2лr 2.0 2×0.10) 10 -[A/m〕 (2) フレミングの左手の法則から力の向きを, 「F=oIHL」の式から力の大きさを求める。 解説 合成磁場の強さHは, H=2×HACOS30°=2× 10 √3 第 10/3 In π π =5.50A/m 5.5A/m (1) A, B の電流がC の位置につくる磁場 Hは,右ねじの 法則から、図のように なる。 H, He は, そ れぞれACBC と垂直である。 また,A,Bの 電流の大きさは等しく, Cまでの距離も等しい F30° HB CO H (2) フレミングの左手の法則から、導線Cが受 HA の ける力の向きは, ま, AB と垂直であり、図の上 向きとなる。 力の大きさFは, AX -> B F=μIHL=(4z×10-")×2.0× 10/3 X0.50 =6.92×10-N 6.9×10 N ① 発展例44 電子のらせん運動 発展問題524

(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物理の慣性力の基礎問題です。画像を参照。 ㆍ？ᆢ解説の赤線部分のma´のところが何を意味してるのかよく分からなくって。青線のところの意味はわかっています。 ㆍ運動方程式はｍａ＝Ｆでそこにいれてるっていうのはわかるのですが、使ってる意味がよくわからず... ㆍ教えてい... 続きを読む

慣性力 (Op.72~75) 図のように,電車内の水平な床の上に傾きの角 のなめらかな斜面を固定して置き, その上に台車を のせる。地面に静止した人から見た電車の加速度を a [m/s2] (右向きを正とする), 重力加速度の大きさ を g[m/s2] とする。 0 (1) 車内の人から見たときの,台車の斜面方向の加速度 a' [m/s2] を求めよ。斜面 方向下向きを正の向きとする。 (2) 電車の加速度 αがある値 α であったとき, 車内の人から見て台車は静止して いるように見えた。 ao 〔m/s2] を求めよ。

徹底的に分かりません A点の鉛直方向の力はないのですか？ 水平方向はなぜNAとFだけなのですか？mglcosθはどこに行ったのですか？ 解説の解説が欲しいです。

N -T=0 N= 2 2 基本例題 20 壁に立てかけた棒のつりあい 97 解説動画 質量m,長さ21 の一様な棒AB を, 水平であらい床と鉛直で なめらかな壁の間に, 水平から0の角をなすように立てかけた。 重力加速度の大きさをg とする。 A 21 (1) 棒が静止しているとき, 壁からの垂直抗力の大きさ NA, 床か らの垂直抗力の大きさ NB, 摩擦力の大きさ F を求めよ。 (2) 棒が倒れないためには, tan がいくら以上であればよいか。 ただし, 棒と床の間の静止摩擦係数をμとする。 B 指針 Bのまわりの力のモーメントのつりあい、 鉛直方向と水平方向の力のつりあいを考える。 解答 (1) 棒にはたらく力を図示する。 Bのま わりの力のモーメントのつりあいよ F=NA=- mg 2tan0 NA り mg xlcos-NA×2lsin0=0 mg NA= 2tan0 2l sin NB mg 鉛直方向のつりあいより mg Mμmg [XB 2 tan NB-mg=0 よって NB=mg cose 1 水平方向のつりあいより tan 0≥ 2μ NA-F=0 1907 (2) Fが最大摩擦力 μNB をこえなけ ればよいので F≦μNB

(4)答えと解き方が違うが正しでしょうか？ W保存力は0 W非保存力は0 内力のみ働く。 ΔK=W保存+W非保存に代入。 変形して ΔE=0 AIは不正解と言ってました。

ヒント 29 38. 〈水平面上での2物体の衝突〉 A CB AVA B VB なめらかな水平面上に,同質量m[kg] の2個の小物体AとB がある。 図に示すように, 静止しているBにAを左側から速さ ① [m/s] で衝突させたところ, 衝突後のAの速度ベクトルは,大 きさは [m/s] で, 衝突前のAの速度ベクトルとなす角は @rad〕 であり,Bの速度ベクトルは,大きさはBm/s] で, 衝突前のAの速度ベクトルと なす角はB〔rad〕 であった。 B 9 (1) まず, 衝突前のAの運動方向と平行な, 運動量の成分について考えよう。 衝突前と衝突後 で,小物体AとBの運動量成分の和が等しいことを表す式を書け。 9 (2)次に, 衝突前のAの運動方向と垂直な, 運動量の成分について考えよう。 衝突前と衝突後 で,小物体AとBの運動量成分の和が等しいことを表す式を書け。 9 (3)VA と VB をそれぞれ, V, α, β を用いて表せ。 T 2 (4) 特に, α+B= であった場合, ⊿E 〔J] を求めよ。 ただし, 衝突前の小物体AとBの力 学的エネルギーの和をE〔J〕,衝突後の小物体AとBの力学的エネルギーの和をE' [J] と したとき ⊿E=E'-E である。 必解 39 〈小球と壁面との衝突〉 [15 名古屋工大〕 次の文章を読み, 以下の問いに答えよ。 図に示すように, 水平な床と,鉛直方向に置かれた 壁がある。 壁から距離L離れた床上の点0から45°を なす向きに,小球を大きさの初速度で投げ上げた。 小球は壁上の点P (床からの高さん) で, 壁に対して垂 45° Vo

(3)の問題で、どうして①の向きに進むのかが分かりません。どのようにして①の向きの力が加わってるんですか？

建物の力 2 JRmrw²=mgtand m (Ltand) w2=mgtan0 g 2π L W= T= 周期は、 =2 L W g (3) おもりがばねから外れると、 向心力がなくなり、 おもりはその地点 から水平に飛び出す。 等速円運動をしていたおもりの速度の向きは、 円軌道に接する方向で、回転していた向きである。 これがおもりの飛 び始める向きであり、 ①となる(図2)。 10- めることもできる。 mg F.sin0= •sin0 coso =mgtano 速度の 向き 図 2

(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)の問題です。 速さが0のとき、どうして糸に沿った方向の力だけはつり合ってるんですか？写真の青い矢印は釣り合わないんでしょうか？またどんな力か教えてほしいです。

知識 CN-0とな 61. 鉛直面内の円運動 長さLの糸の一端に質量mのおも りをつけ、他端を点0に固定して、振り子とする。 糸が鉛直 方向と角0をなすように、 おもりを点Aまでもち上げ、静か にはなした。 おもりの最下点をB、 重力加速度の大きさをg として、次の各問に答えよ。 (1) おもりをはなした直後の糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 最下点Bにおけるおもりの速さはいくらか。 (3) 最下点Bにおける糸の張力の大きさはいくらか。 ヒント (1) このとき、おもりの速さは0なので、向心力は0となる。 (3) おもりは、重力と糸の張力の合力を向心力として円運動をする。 0 0 B m A 例題13

(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。

gは9.8ではないのですか？なぜ、数字ではなく文字として回答しているのですか？ 9.8という情報が問題に書かれていないからでしょうか？

例 斜面上の物体の運動方程式 なめらかな斜面(1) 上を運動する質量m[kg]の物体について 加 速度α [m/s2] と面からの垂直抗力の大きさN [N] を求めよ。 なお、加速度は斜面にそって 下向きを正の向きとする。 重力加速度の大きさ を g〔m/s')とする。 物体 正の向き 60° 脂 重力を斜面 に平行な成分と 垂直な成分に分 解する。 物体は 重力の斜面方向 加速度α F NA (2) Fx SFY 60mg mg 601 60° 正の向き の成分F, [N]によって加速される。 直角三角形の辺の長さの比より F. mg√3:2 よってFxx2=√3mg ゆえにF=mg 2 斜面に平行な方向の運動方程式より ✓3. ma ~mg 2 したがって a=[m/s] 3 力の斜面に垂直な成分をF,[N] とする。 F, mg-1:2 よってF,×2=mg×1 ゆえに,=12mg (3) F,[N] と垂直抗力 N[N] はつりあっているので N-1/2 m -mg=0 よってN= N=mg (N) 2重力を斜面に加速度4 平行な成分と垂直 NA 60° な成分に分解する。 物体は斜面にそっ て運動するので. ?mg cos 60* mg sin 60mg 正の向き 60° 斜面に平行な方向の運動方程式より ma=mgsin60 また、斜面に垂直な方向の力のつりあいより N-mgcos60°= 0 Dith a=- /3 2 g(m/s²) 〔N〕 (N=1/12mg[N] ② a a