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

(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。

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。

aは5mでいいのですか？画像に書き込んでいるxは移動距離に含めないのですか？

発展例題 2 等加速度直線運動 思考 グラフ 斜面上の点0から、初速度 6.0m/sでボールを斜面に沿 って上向きに投げた。 ボールは点Pまで上昇したのち、下 し始めて、点0から5.0m はなれた点Qを速さ 4.0m/s 斜面下向きに通過し、 点0にもどった。 この間、ボール は等加速度直線運動をしたとして、斜面上向きを正とする。 1 ボールの加速度を求めよ。 5.0m 発展問題24、25、26 P 6.0m/s -4.0m/s ボールを投げてから、点Pに達するのは何s後か。 また、 OP間の距離は何mか。 ボールの速度と、 投げてからの時間との関係を表す v-tグラフを描け。 (4) ボールを投げてから、点Qを速さ4.0m/sで斜面下向きに通過するのは何s後か。 また、ボールはその間に何m移動したか。 指針 時間が与えられていないので、 2ax」を用いて加速度を求める。 また、 最高点Pにおける速度は0となる。 v-tグラフ を描くには、速度と時間との関係を式で表す。 解説 (1) 点0 Qにおける速度、 OQ間 の変位の値を 「v-vo'=2ax」 に代入する。 (-4.0)2-6.02=2xax5.0 a=-2.0m/s² 2点Pでは速度が0になるので、 「v=v+at」 から、 0=6.0-2.0×t t=3.0s 3.0s 後 OP間の距離は、 「v-v=2ax」 から、 02-6.02=2×(-2.0) xx (1 x=9.0m x=vot+ 1/2a2」からも求められる。) (3) 投げてからt[s]後の速度v [m/s] は、 「v=votat」から、 v=6.0-2.0t tグラフは、 図のようになる。 (4) 「v=vo+at」 から、 -4.0=6.0+(-2.0)xt t=5.0s 5.0s 後 ボールの移動距離は、 v-tグラフから、 OP 間 の距離とPQ間の距離を足して求められ、 6.0×3.0 (5.0 -3.0)×4.0 + 2 2 =13.0m Point> v-tグラフで、 t軸よりも下の部分の 面積は、負の向きに進んだ距離を表す。 [m/s] ↑ 6.0 OP間の距離 PQ間の距離 0 1 2 3 4 15 16 t(s) -4.0 -6.0

(3)です なぜ定圧モル比熱の式を使うのですか？ また、(4) でQ-ΔUなのはなぜですか？ 第一法則を式変形してもそんなふうにはならなくないですか？

① 基本例題23 定圧変化 基本問題 143, 144, 148, 149 温度 27℃の単原子分子からなる理想気体が1.0molある。 この気体の圧力を一定に保 ち、体積を2倍にした。 気体定数Rを8.3J/ (mol・K)として、次の各問に答えよ。 (1) このときの気体の温度 [℃] を求めよ。 (2) 気体の内部エネルギーの増加⊿U[J] を求めよ。 (3) 気体が得た熱量 Q [J] を求めよ。 (4) 気体が外部にした仕事 W' [J] を求めよ。

答えが1/n・dになるのは何故ですか？ Sinθ2/Sinθ1とあるのでn•dではないのですか？？

」を チェック問題 3 見かけの深さ、光の閉じ込め問題 屈折率nの液体中, 深さdの 位置に点光源Pがある。 この点 光源からの光を境界面のすぐ上の 空気中で観測する。 空気の屈折率 を1とする。 0 0 のときは tan ≒ sin 0 とせよ。 標準 8分 空気 液体 (1) 図の点A のほぼ真上から見たときの点光源の見かけの深さ dはいくらか。 (2)点Aを中心として境界面に沿って半径以上の円板を置く と、空気中では光が観測できない。 を求めよ。 解説 (1) Pから出た3つの光アイウを図aのようにかいてみたよ。 さて、このアイウ3つの光はすべてある1点から広がってくるかのよ うに見えるけど,それはどこだろう。 01 A 1 n B 1日2 18 P' d P 図 a 1日2 アイウの光はすべて・・・・・・あ! PではなくてP'点から広 }がってくるように見えます! P'に点光源が見えます。

高校一年生、物理基礎についての質問です。 （1）（2）の解説でサインコサインタンジェントが使われているのですが、途中式が省かれているところが多く、20sin30°がどのような式で、どのような数字になるかなどがわかりません。 解説よろしくお願いします

基本例題 9 斜方投射 →34,35,36,37 解説動画 地上から水平より 30° 上向きに, 初速度20m/sで小球を投げ上げた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 最高点に達するまでの時間t][s] を求めよ。 (2)最高点の高さん [m] と, 投げた点から最高点までの水平距離 x1 [m] を求めよ。 (3) 再び地上にもどるまでの時間 t 〔S〕 と, 水平到達距離 x2 [m] を求めよ。 指針 投げた点から水平 (x) 方向に等速直線運動, 鉛直上 (y) 向きに加速度-gの等加速度運動 をする。 最高点 (v=0 の点)を境に上りと下りが対称になることに注目する。 ↓-g 解答 (1) 「v=vo-gt」 を成分について立 y A 最高点 てると. 最高点ではvv=0 より 20m/s (vy=0) 0=20sin30°-9.8 × t t = 1.02...≒1.0s (2) 「vv=-2gy」 より 02-(20sin 30°)=-2×9.8×h 20 sin 30° 130° O 20 cos 30° X1 # 【POINT 100 h=- -≒5.1m 2×9.8 x方向には等速直線運動をするから 「x=vt」より x1 =20cos30° × t X2 =10×1.73×1.02=17.6.≒18m (3)対称性よりt=2≒2.0s x2=2x1=2×17.6≒35m 水平投射水平方向: 等速直線運動 + 鉛直方向: 自由落下 斜方投射 水平方向: 等速直線運動 + 鉛直方向: 鉛直投射

赤い線？のところがわからなくて理解力なくてわかりやすくどういうことなのか教えて欲しいです😭😭

108 音源が斜めに動くドップラー効果 [難易度] 図のように,観測者が点0に静止してい て, 音源が一定速度 u [m/s] で点Aから点 Bに向かって運動している。 点Aと点Bの 間を運動している微小時間⊿t 〔s] の間だけ, 音源はf [Hz] の音波を発する。 ∠OAB = 0, 音速をV [m/s] (u <V) として,次の問い に答えよ。 Au B (1) OB間の距離はいくらか。 ただし, OA = l [m] として, ut lに比べて十 分に小さく, uДt は 0 とみなしてよいものとする。 また, 必要があれば, l |x|《1のとき√1+x=1+号を用いてもよい。 (2)点O で音波が観測されている時間はいくらか。 (3)点0で観測される音波の振動数はいくらか。

下の例題にもあるように、重力加速度は問題文に記載されていなけれは9.8ですか？

24 位置エネルギー 止答数 /12 ★以下の問題では,ことわりのないかぎり、重力加速度の大きさを9.8m/s とする。 (位置エネルギーの)基準･･･位置エネルギーが0Jになるところ 重要 POINT 重力による位置エネルギー ことば 質量 m〔kg〕の物体がもつ重力による位置エネルギーU [J] は, g〔m/s'] : 重力加速度の大きさ U=mgh h[m] : 基準(面)からの高さ U=mgh (>0) 基準面 ある高さを 基準にとる h(>0) h(<0) 基準面 ------- U=mgh (<0) 例題 41 質量 2.0kgの物体が図の点 A,Bの位置にあるとき, 物体がもつ重力に -AO- よる位置エネルギーはそれぞれ何Jか。 有効数字2桁で求めよ。 5.0m 解 U=mghから,点A,Bでの重力による位置エネルギー UA[J], UB〔J〕は, -基準面 Ux=2.0kgx [ 9.8 ]m/sx[50]m=98J そ UB = 2.0kg× +1.0m -BO- ×[9.8]m/sex ([1.0]mm)=-19.6J-20J 基準面より低いから, 負の値をとる 答 A: 98.1 点B:-20J

なぜこの①と②の式がイコールでつなげられるのかわからないので解説お願いします🙇🏻‍♀️

31 熱効率 ある船の主機関は, 重油を燃料とする最大仕事率 2520kW のディーゼル機関である。この船 を全速力で1時間運航するには,何kgの重油が必要か。 ただし、重油 1kg の発熱量は4.2×10 J. 熱効率は 40% とする。 4 0 0 0 0 0 0