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物理 高校生

(3)の問題で、解説の最後の=R+(μ'dcosθ)まではたどり着いたのですが最後dを代入してからどのようにしたら答えになるのかが分かりません。

187.仕事と運動エネルギー ●質量2.0kg の物体が, なめらかな水平面のx軸上の原点Oを速さ 3.0m/s で通過 した瞬間から, 速度の方向を含む鉛直面内で一定の角日だ F(N) F Oト 10m け上向きに力F[N] を加えた。カFの大きさは移動ととも に右のグラフのように変化する。また, cos0=0.80 とす 8.0 る。 2.0 (1) カFが物体にした仕事Wは何Jか。 (2) 物体が x=D10m の点を通過する瞬間の速さひは何m/s 10 x [m) 100 か。 こ 代 108.保存力以外の力の仕事 ● 半径尺の円 弧状のなめらかな曲面ABがある。円弧の上 端Aと円弧の中心0の高さは等しく, 円弧の最 下点Bと0を通る線は鉛直である。その右側に HT はなめらかな水平面 BC と傾角0のあらい斜面 CD がある。いま, 円弧の上端Aから質 量mの小物体を静かにはなしたら,円弧にそってすべり降り,さらに斜面 CD にそって のほり始めたが,点Cからある距離を進んだ点Xで速度がいったん0になった。その直 後に逆もどりをして, 円弧面のある高さの点Yに達したところで再び速度が0になった。 小物体と斜面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 (1)小物体が最初に円弧の最下点Bを通過するときの速さかはいくらか。 (2) CX 間の距離dはいくらか。 (3) 小物体が逆もどりをして円弧面をのぼったときの最高点Yの高さHは,点Bを基準 にしていくらか。 R A X D B メ 末 ( 大のびの (東京電機大 改] > 105 ヒント 107. カFの分力 Fcos0のみが仕事をする。(F-x 図の面積)×cos0 が, Fのした仕事となる。 108.動摩擦力は, 斜面の上り, 下りともに物体に対して負の仕事をする。

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物理 高校生

4番の解答がR=Mg+Ncosθになっているのですが、 何故mgが入らないのか分かりません、、 解説お願いします(⋆ᵕᴗᵕ⋆)

22 慣性力 0000000 水平な床に傾角0の斜面をもつ 質量Mの三角柱Qを置き, 斜面上に 質量m の小物体Pをのせて静かに放 すと,両者は動き出した。 摩擦はど こにもなく、重力加速度をgとする。 PがQから受ける垂直抗力の大きさ Nを求めてみよう。まず, Qの加速度の大きさを Aとすると, Qの運 動方程式は,Nを用いて (1)」と表される。そして, この後は次の 2つの方法I,Iが考えられる。 I. 慣性力を用いて考える。Pについて成り立つ式 (2) をつくり, (1)と連立させることにより Nを求めると, N=(3))] mり 01 となる。さら にはQが床から受ける垂直抗力の大きさRもR-と(4) とm, M. 6,gで表される。 I. 静止系で考える。Pの加速度の水平成分を am, 鉛直成分を ay と して(図のx,y の向きを正とする), 各方向でのPの運動方程式を つくると, Nを用いて 【 (5)と (6)| 数が,N, A, a, Cy と4つあるので, (1), (5), (6)では解けない。 そこ で、PがQの斜面に沿って滑ることに着目して, A, an, Cy, 0 の間の となる。この場合, 未知 関係式 をつくる。こうして連立方程式が解けることになる。 (法政大+筑波大+大阪大)

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