まるで囲った図の重力の分解で重力とy方向に分解した力との間の角がなぜθになるかわかりません。 教えてもらえると嬉しいです。

問題 66 68 鉛直方向: Tsin60° + Tzsin30°-10=0 (2) おもりが受ける力は,図2のようになる。 力のつりあいから 水平方向: Tacos 30°Tcos60°=0 Tsin 60° TA ③ T2sin 30° ...4 T. 60° 30° 式 ③から, Ticos 60° T2cos 30° √3 2 T₂-2 T₁ =0 T=√3T2 ...⑤ 解説(1) 物体は, 重力, 垂直抗力, 弾性力を受け,それらの力はつ りあっている(図)。 弾性力をFとすると, 斜面に平行な方向での力の つりあいから, 垂直抗力 mgsin 0- F-mgsin0=0 F=mgsin0 式④から, 図2 10N √3 T₂ 2 -T₁+ 2 -10=0 mgsino x k これに式 ⑤を代入して、 √√√37₂+-10=0 T2 (2) ばねの縮みをxとする。 (1) の結果を用いて, フックの法則 「F=kx」 から, kx=mgsino 67.2物体のつりあい mg 2=5.0N 2 解答 したがって T=√3T2=1.73×5.0=8.65N 8.7N (1) mg 2 m (2) 2 (3) おもりが受ける力は, 図3のようになる。 力のつりあいから, 水平方向: T2- Tsin45°=0.⑥ T₁ Ticos 45° T₁ 鉛直方向: T, cos 45°-10=0.⑦ 式⑦から, 1-10=0 √2 T=10√2=10×1.41=14.1N 式⑥から, 45° 45°mans 484177₁sin45° T₂ 14 N T₁ T2- -= 0 T₁ 10/2 Tz= = √2 √2 -=10N 【別解】 (1) 図4のよ うに, T., T2の合力と重 力はつりあっている。 し たがって, 0-8001-21+ 指針 台車が受ける力を図示し, それらを斜面に平行な方向と垂直な 方向に分け, 平行な方向での力のつりあいを考える。 なお, 軽い糸は, その両端につながれた台車, おもりに同じ大きさの力をおよぼしている。 解説 (1) 糸の張力の大き さをT とすると, 台車, おも りが受ける力は,図のように 示される。 重力の斜面に平行 な方向の成分は, mgsin 30° であり,その方向での力のつ りあいから, 垂直抗力 T \T_ mgsin30° 4300 Mg mg cos 30° 30° mg 斜面に垂直な方向では. 台車が受ける重力の成分 と、 垂直抗力がつりあっ ている。 糸の張力を求め るには,斜面に垂直な方 向での力のつりあいの を立てる必要はない。 別解】 (1) 直角三角形 この辺の長さの比を利用 て、 重力の斜面に平行 方向の成分 (W) を求 ることもできる。 合力 ① 力①合力( T-mgsin30°=0 T=mgsin30°= mg W. 30° T IXPA 2 み 60° 60° Tz T=T2=10N 3 \30② 160° ② F① 45° (2) おもりが受ける糸の張力の大きさは,台車が受ける張力に等しい。 おもりの質量をMとすると, おもりが受ける力のつりあいから, ② <30° mg ① (2) 図5のように,T, T-Mg=0 Mg=T= mg 2 M= T2 の合力と重力はつり T₂ m 2 mg: Wx=2:1 mg あっている。 68. 弾性力と垂直抗力 Wx= 2 T=10x1 √3 × 図410N 図510N 8JJY 図6 V10N =5.0√3 =5.0×1.73=8.65N 8.7N 7-10x=5.0N (3) 図6のように, T., T2 の合力と重力はつりあっている。 T=10×√2 =10×1.41=14.1N 14N T2=10N 66. 斜面上での力のつりあい 解答 (1) mgsin0 (2) mgsind k 指針 物体が受ける力はつりあっており、斜面に平行な方向について, つりあいの式を立てる。 (1)~(3) それぞれ三 角形の辺の長さの比を利 用して求めている。 解答 (1) 1.0×102N/m (2) 10kg (3) 49N 指針 (1) フックの法則を用いる。 (2) おもりが受ける重力の斜面に 平行な方向の成分と, ばねの弾性力とのつりあいから おもりの質量を 求める。 (3) ばねの伸びは (2) のときと同じなので, 弾性力は変わらない。 弾性力と,重力,垂直抗力のつりあいの式を立てる。 解説(1) ばね定数をkとすると,フックの法則 「F=kx」 から, 10=kx0.10 k=1.0×10°N/m (2) おもりは箱の右側の内壁にちょうど接しており、右側の内壁から は垂直抗力を受けない。 おもりが受ける力は、 図1のように示される。 ばねの弾性力 F は, 「F=kx」 から, F=(1.0×102) x 0.49=49N おもりの質量をm とすると, おもりが受ける斜面に平行な方向の力 のつりあいから, 49-m×9.8sin30°=0 m=10kg ◎問題文では,ぱ びの単位が cm で れているので,m てフックの法則を F[N] 000000 図1 mx 30° 30° mx9 √3 (2) 別解 (2) 直角三角形の辺の長さの比を利用して, 重力の斜面に 平行な方向の成分 (Wx) を求めることもできる(図2)。 図2 (1 mx 42

この問題を授業で習った時に2枚目の写真の式に変形できると習いましたが何故cosなのですか？写し間違いか先生のミスなどですか？

2π m, n は自然数とする。定積分 2 sin mtsinntdt を, m≠n,m=n の場合に分けて求めよ。

3番の問題です。解説では30√2になっていますが、私の解き方だと120√2になってしまいます。どこが間違っているのか教えてください🙇🏻‍♀️՞

mag MB 95 棒のつりあい 長さ 0.60m, 重さ 60N の一様な棒 ABを, A端につけた糸でつる し,力Fを加えて図(a)~(c)のよ 支えた ((a) 力Fは水平 (b) 力Fは鉛直上向き (C) 棒 AB (a) 60° Sin (b) (c) SIVA 445° F A, F YA B 0.10m B B 60 は水平)。 それぞれの場合の糸の張力T [N] とF[N] の大きさを求めよ。 例題 19

3行目から4行目にかけてどのように積分しているのですか？

a 2 = " \sin 20-1 \cos0 do + √² |sin20-t\cose des a 2 a π 2 =-f" (sin ²0 - 1) cos 0 do + √² (sin 20-1) cos 0 do 0 a TT 2 = f (sin 20-1) (sino)'do+ √² (sin 20-1) (sin0)'do 1 d sin 30-tsin 0 0 13 a + 1 a sin 30-tsin 2 a S&BND 1

矢印のところの連立方程式が何回解いても答えのようになりません。途中式を知りたいです🙇‍♀️

の 0800- 真) (E) 39 (1) 力を図示すると, 右のようになる。 1 0 力のつり合いより T ... 鉛直方向 Tcos 0 + Nsin0 = mg …① N ... 水平方向 ・・・ Tsin0 = Ncos0+mrw2... ②A 半径r = lin0 であり, ①,②を連立方程式と 遠心力 mro2 して解くと (sin' 0 + cos' 0 = 1 を用いる) 力が増えても T=m (g cos0 +lw'sin'0) ③ mg 考え方は同じ N=m(g-lω'cos 0) sin 0

この問題の（1）ではPが時計回りで転がっていると考えていますが、反時計回りで考えても正しいですか？

重要 例題 178 曲線の長さ (2) 動する 円 C:x2+y2=9 の内側を半径1の円Dが滑らずに転がる。 時刻tにおいて、 Dは点 (3cost,3sint) で Cに接している。が (1) 時刻 t=0 において, 点 (3, 0) にあったD上の点Pの時刻 t における座 2 標(x(t),y(t))を求めよ。ただし, Osts πとする。 (2) (1) の範囲で点Pの描く曲線の長さを求めよ。 MC [類 早稲田大] 基本177 CHART & SOLUTION (1) ベクトルを利用。 円Dの中心をQとするとOP=OQ+QP (Oは原点), 更に円Dと 円Cの接点をTとすると, QP と x軸の正の向きとのなす角はt-∠PQTIVA (2) 求める長さは3{x(t)}+{y'(t)} dt 解答 (1) A(3,0),T(3cost, 3sint) とする。 yhiap th YA C 2 DとCがTで接しているとき, Dの中心Qの座標は (2cost, 2sint) である。また, TP=TA=3t より 3 D T(3cost, 3sint) 2. 3t 2t 3 0 A X ∠PQT =3t であるから, QP がx軸の正の向きとな 角はt-3t=-2t OP=OQ+QP 0を原点とすると -=(2 cost, 2 sint)+(cos(−2t), sin(-2t)) =(2cost+cos2t, 2sint-sin2t) (2)x'(t)=-2sint-2sin2t, y'(t)=2cost-2cos 2t から {x'(t)}+{y'(t)}=4(sin't+2sintsin2t+sin22t) 2 +4(cos't-2costcos2t+cos22t) =4(2-2cos3t)=16sin2/23t osts/3であるから sin t≥0 よって, 求める曲線の長さは 16 sin²t dt= 20 3 4sin tdt =4• - COS 3.1 xb (e == 16 3 inf. 半径, 中心角の 弧の長さは20 ■ sin 20+cos20=1 costcos 2t-sintsin2t = cos(t+2t) C1X0 inf.x' (t) =-2sint(1+2cost) <0 (01/22)より、x(t) は積分区間で単調に減少す るから,Pは曲線上の同じ 部分を2度通ることはない。 PRACTICE 1789

（2）はこのようなやり方でも合ってるんでしょうか？？教えてください

例題 解説動画 基本例題29 円錐振り子 図のように、長さLの糸の一端を固定し, 他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをg として, 次の各問に答えよ。 出した。 X(1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2)円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には, おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として,水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1)では,鉛直方向の力のつりあいの式, (2) では,円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。なお,円運動の半径はLsin0 である。 解説 (1) 糸の張力の大き 基本問題 210 211 212 .00S 00 TH g m m(Lsin0) w²=mg tane w= L cose 2 Lcose =2π w 周期Tは,T= 第Ⅱ章 力学Ⅱ 別解 (2) お (2) おもりとともに 0 さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scoso S 円運動をする観測者 には、Sの水平成 と遠心力がつりあっ てみえる。 力のつり あいの式を立てると L m (L sine) w² 0 Scoso-mg=0 S=mg SsinO mg cose (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0=mgtan0 が向 心力となる。 運動方程式 「mrw²=F」 から, Ssin0=mgtan (2)の運動方程式と同じ結果が得られる。 m(L sine) w²-mgtan0=0 Point 向心力は、重力や摩擦力のような力の 種類を表す名称でなく,円運動を生じさせる原 因となる力の総称で、常に円の中心を向く。 mg

青いマーカー部分の式変形がよく分かりません

35 三角関数の応用 ―A 100 y=sin20+2√3 sin cos 0 + 3 cos20 (0 ≤ 0<2) (1)y を sin20, cos20 で表せ。 1-cos20 1+cos20 [] (1) sin² = cos² = 2 2 であるから (2)yの値を求めよ。 2sin cos sin 20 A 20 (0 ≤ 0<2 os 2a= る。 a=2 の半 (2) (1) y=sin20+2√3 sin cos0+3cos20 1- cos20 2 +√3 sin20+3. = √3 sin 20+ cos20+2 y = 2sin(20+)+2 ここで,-1≦sin(20+z)より -2 ≤ 2sin(20+)≤2 よって 0 ≤ 2sin(20+)+2≤4 したがって, 値域は 0 ≤ y ≤ 4 1+ cos20 2 sin 20 = 1- cos 20 1- sin cos Cos20 tsin +2.5% sindcos 1-00520 300530 Co520=1-2sin 20 2sin 28 = 1-cos 20 2 2 2005 Cos 30

これを2式に代入してからの次の式から分かりません

鉛直方向の力のつりあいより Tsin 45° + T2sin 45°-40=0 ①式より T2=T, 140 N 2 これを②式に代入して Ti112+71 1/12=40 T=20√2≒20×1.41=28.2= 28N よってT=T≒28N

なんでこの問題って場合分けしないといけないんですか？

252 y=2sint-sint (0≧≦) と表される右図の曲線と, x軸で囲まれた図形の面積Sを求めよ。 重要 例題 160 媒介変数表示の曲線と面積 面 媒介変数によって,x=2cost-cos2t 6 y CHART & SOLUTION 基本 156 基本例題156 では,tの変化に伴ってxは常に増加したが, この問題ではの変化が単調でないところがある。 とする y2 この問題では点Bを境目としてxが増加から減少に変わり x軸方向について見たときに曲線が往復する区間がある。 したがって, 曲線 AB を y, 曲線 BC を y2 とすると 求め る面積Sは 右の図のように, t=0 のときの点を A, x座標が最大とな る点を B(t=tでx座標が最大になるとする),t=xのとoco きの点をCとする。 B i-3 0 1 A xx t=0 t=to 曲線が往復 している区間 (a>0) S=Sydx-Sy yi dx x0 ! ら と表される。 よって,xの値の増減を調べ,x座標が最大となるときのtの値を求めてSの式を立てる。 また,定積分の計算は,置換積分法によりxの積分からtの積分に直して計算するとよい。 解答 図から,0≦t≦πでは常に 2x-1200=xb (-xhie) logob log3-2 『 y≥0 onial また y=2sint-sin2t=2sint-2sintcost -Dial =2sint(1-cost) inf. Ost≤ DE sint≧0, cost ≦1 から Dy=2sint(1-cost)≥0 としても, y≧0 がわかる。 よって, y=0 とすると sint = 0 または cost=1 0 から t=0, π 次に, x=2cost-cos 2t から から dxc == -2sint+2sin2t dt D =2sint+2(2sintcost) (小平 (八 =2sint(2cost-1) << において x=0 とすると, sint>0 で dt あるから t 20 π ・・・ cost= 2 ゆ t= + 3 0 「 よって、xの値の増減は右の表のようになる。分するよう! 1 XC -> 32 T ← B