2番の始めの円の運動方程式なんですけど mv²/rって向心力じゃないんですかね？ この式にどうやったらなるのか教えてください

北陸 から から umg umg ヒント 45 〈円筒表面をすべり落ちる小物体の運動〉 (1) 力学的エネルギー保存則を用いる。 (3) 「点Sで円筒表面から離れる』(垂直抗力) = 0 (5) 「ただちに円筒面を離れる』(垂直抗力) 0 (2) 半径方向の運動方程式を立てて、 (1)の結果を用いて求める。 (4) 力学的エネルギー保存則に, (3)の結果を用いて求める。 (1)点Qにおける小物体の速さをv とおくと,点Pと点Qにおける力学的エネ ルギー保存則 「1/12mo+mgh=一定」より 1 + 0+mgr= -mvQ 2+mgrcos 0* A ゆえにv=√2gr (1-cos0) .....① (2)小物体が円筒表面から受ける垂直抗力をNとして,点Qを通過するときに 小物体が受ける力を図示すると図aのようになる。 半径方向の運動方程式を 立て, ①式を代入して整理すると 2 VQ m =mg cos 0-N*B r 2 Vá N=mg cos 0-m- 2mgr (1-cose) =mg coso r r ← A この式では,位置エ ネルギーの基準を円筒の中心 0にしている。 m P 0 QN rcoso VQ mg 0 mgcoso 図a 2 ←B 別解 遠心力 m² -を r 含めた半径方向の力のつりあ =mg (3cos0-2)

至急お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️ (2)で、向心力は円の中心に向かう向きに働く力だから、上側にはたらくと思ったんですけど、どうして下向きなんですか？？

。 基本例題30 鉛直面内の円運動 図のように,質量mの小物体が, 摩擦のない斜 面上の高さんの点から静かにすべりおりた。 斜面 の最下点は半径rの円の一部になっている。 重力 加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) 斜面の最下点での小物体の速さを求めよ。 om 1501 (2) 斜面の最下点で, 小物体が面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 指針 (1) では, 力学的エネルギー保存の 法則から速さを求める。 この結果を用いて, (2) では,最下点での半径方向の運動方程式を立てる。 解説 (1) 最下点での速さを”とし す べり始めた直後と最下点に達したときとで, カ 学的エネルギー保存の法則を用いる。 最下点を 高さの基準とすると, 1 mgh= mv2 2 v=√2gh (2) 重力と垂直抗力の合力が、 最下点での小物 基本問題 213 02 m-=N-mg 体の向心力になる。 半径方向の運動方程式は, AN JON r (1)の結果を用いて, N=mg (1+ (1+2/7 ) mg Point 鉛直面内の運動は等速円運動とならな いが,各瞬間において, 等速円運動と同様の運 動方程式を立てることができる。

なぜこの台は右に加速するとわかるのですか？感覚ですか？この問題の解き方を教えてください

175 慣性力図のように、なめらかな水平面上に, 傾角の斜面をもつ台(質量M)がある。斜面はなめらか であるとし,重力加速度の大きさをg とする。 台の上端に 質量mの小物体を静かにのせたところ, 台は回転せずに水 平方向にすべりだした。 このときの台の加速度の大きさを Aとして,次の問いに答えよ。 0 (1)小物体が斜面から受ける垂直抗力の大きさNをm,g, 0,Aで表せ。 M (2)台に固定された座標系から観測した小物体の加速度の大きさαをg, 0, A で表せ sin (3) 台についての水平方向の運動方程式を用いて, A を 0, M, Nで表せ。 (4) (1) (3)の結果を用いて, Aをm, g, 0, M で表せ。 (5) 小物体がこの斜面を距離だけすべり下りる間に, 台が移動した距離Lを, M,m, 9, 1.0の中から必要な文字を用いて表せ。 [大同工大 改] -161

解説の①は一体となる前後の運動量の和が等しいことの式ですよね？

Vo 小物体 m 板 M 床 135 動く板の上での物体の運動 右の図 のように,質量mの小物体が質量 Mの大きな 板の上にのっている。 小物体と板との間の動摩 擦係数をμとし,板と床との間の摩擦を無視する。 時刻 t=0 において, 小物体に右向 きの初速度vを与えると,板も同時に動き始めた。 右向きを正の向きとし, 重力加速度 の大きさをg とする。 (1) 小物体が板に対して静止したときの板の速さVを求めよ。 (2) 小物体に初速度を与えてから, 小物体が板に対して静止するまでの時間を求めよ。 例題 30 146 147 '

この問題の(1)についてです。これを物体と同じように回らず外から見る、いわゆる遠心力を考えない場合でも解けますか？

172 回転する円板上の物体 中心を通る鉛直な軸のまわり に回転している円板上,回転軸から距離αの点に小物体がのって いる。円板の回転の角速度をωとし, 小物体と円板との間の静止 摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 鉛直線」 W W 間に (1) 物体が円板上に静止しているためには, 角速度 w と a, μg の の関係がなければならない。 (2)この円板の回転軸を鉛直線に対して0だけ傾けて回転させた とき,物体が円板上に静止しているためには,角速度とα, の関係がなければならない。 μg, 0 の間に ω≦ 157

(4)なぜ(２)のように力のつりあいではないのでしょうか

図1-1 のように, 台A (質量m) が水平で滑らかな床に置かれている。 Aは床と角度30° をなすなめら 1 かな斜面をもつ。 斜面上の点Pに小物体B (質量2m) を置き, 動き出さないよう手でおさえる。 水平右 向きをx軸の正の向きとし、 鉛直下向きをy軸の正の向きとする。 重力加速度の大きさをgとして,以下の 問いに答えよ。 B P A 30° 図1-1 動く前のB 動いたあとのA 動く前のA 動いたあとのB 図 1-2 最初に, A を床に固定し, Bから静かに手をはなす。 1. Bが斜面を運動しているとき, Bの加速度の大きさをgを用いて表せ。 2.Bが斜面を運動しているとき, Bが斜面からうける垂直抗力の大きさをgmを用いて表せ。 3.Bが斜面に沿ってだけすべり落ちるのにかかる時間をgとを用いて表せ。 つぎに、すべり落ちたBを再び点Pに置いた状態で, A を床に固定せずなめらかに動けるようにし, Bか ら静かに手をはなす。 すると図1-2の破線のように, Bは斜面上を動き, Aは床を水平に左側に動いた。 床 から見たAの加速度の成分をαx, Bの加速度の成分を bx, y 成分を by とすると, Aから見たBの加速 度は斜面に沿った方向を向いていることから 1 (=tan 30°) bx-ax の関係がある。 4.Bが斜面を運動しているとき, Bが斜面からうける垂直抗力の大きさをgとを用いて表せ。

物理基礎です 重力を分解してmgcosθ＝Nとやってはいけない理由は何ですか？ 小物体が静止しているからですか？ 模範解答は垂直抗力を分解してNcosθ＝mgとなっています。

92. 図のように, なめらかで水平な床の上に傾斜角 0 の三角台が あり、そのなめらかな斜面上に質量m の小物体をのせ、床面 にそって三角台に一定の力を加えた。 すると, 三角台は等加 速度運動し, 小物体は三角台の斜面に対して静止していた。 ただし,重力加速度の大きさを g とし,空気抵抗はないもの とする。 このとき,三角台の加速度の大きさはア 垂直に与える力の大きさはイである。 [21 東洋大〕 小物体 m 0 三角台 水平な床 であり,小物体が三角台の斜面に対して N- ng cusp

どうして(1)でたてた運動方程式が床から見たものなのか分かりません。普通の地面にもしBを滑らせたとしたら同じ運動方程式(ma＝-μmg)が経つと思うんですが、今回下のAが動いてるのにどうしておんなじになるのかなんだか納得行かないです(;;)

19 基 なめらかな水平面S, S2 と鉛直面 -S3 からなる段差のある固定台がある。 面 S2 上に,質量Mの直方体Aを面 S3 に接す るように置く。 A の上面はあらく,その高 さは面Sの高さに等しい。 質量mの小物 B vo S1 S3 A S2 体BとAの間の動摩擦係数をμとし, 重力加速度をg とする。いま、 B を初速v で水平面上から, A の上面中央を直進させたところ,A は運動をはじめ,ある時刻 t 以後, 両物体の速さは等しくなった。 BがA上に達した時刻を t=0とする。 時刻 to より以前の時刻 t におけ るBの速さは で,Aの速さは2である。toは3で, そのときの速さは である。 4である。また,BがA上を進んだ距離lは (岡山大)

この問題の(4)が分かりません。答えは2.0でした。

図のように水平な床の上に質量M=2.0kgの板Bが静止している。 Bの左側に質量m=1.0kgの小物体Aを乗せ、 右向き の初速度vo=6.0m/sを与えると AはBの上を滑り、Bは床上を滑り、やがてAとBは同じ速さVになった。 AとBの間 の動摩擦係数はμ'=0.10で、Bと床の間の摩擦は無い。 重力加速度g=9.8m/s 2 として、 以下の問に答えよ。 (1) Aに初速度を与えた瞬間の、AとBの合計の運動エネルギーは何Jか? 有効数字2桁の数字で答えよ。 (2)AはBからの動摩擦力により減速する。 この時の加速度の大きさは何m/s2か? 有効数字2桁の数字で答えよ。 (3) Bは、前問の動摩擦力の反作用としての動摩擦力を受け、 右方向に加速する。 この時の加速度の大きさは何m/s2 か? 有効数字2桁の数字で答えよ。 (4) AとBがそれぞれ(2),(3)の等加速度で運動を続けた結果、 同じ速さVになり、 Bに対してAは静止した。 Vは何m/s か? 有効数字2桁の数字で答えよ。 (5) AとBが同じ速さVになった状態での、AとBの合計の運動エネルギーは何Jか? 有効数字2桁の数字で答えよ。

画像の問題の問7の答えが③になる理由が分かりません。 解説をお願いしたいです。

第1問 図1のように、なめらかで水平な床の上に, なめらか な表面をもつ質量 M の台が水平に置かれている。 台の右側は, 点を通る紙面に垂直な軸を中心とした半径の半円筒状に, 直方体がくりぬかれた形をしている。 図1は床に鉛直な断面を 示しており、 面 AB は水平で, 曲面BCになめらかにつながっ ている。 点0を原点とし、 水平右向きにx軸, 鉛直上向きに y軸をもつxy座標をとる。 重力加速度の大きさはg とする。 床は十分広く、空気の影響は無視できるものとする。 運動はす べて図1の紙面内 (同一鉛直面内) で起きているものとし、 以 下の問いに答えよ。 [1] 台を床に固定し,質量mの小物体を面 AB上のある点から 速さで水平右向きにすべらせた。 小物体は半円筒に沿って 運動し、BC間の途中の点Dで台から離れ, 最高点 Qに達 したのち落下した。 x軸とODのなす角をα 点Dにおける 小物体の速さを 点Dから点Qまでに要する時間を する。 小物体の大きさは無視できるとする。 Vo B 床 図1 問1 小物体がBD間の∠BOP = 0 となる点Pにあるとき, 小物体の速さを 0, 1, g を用いて表せ。 問2点Pで小物体が受ける垂直抗力の大きさNを,m,vo, 0, l,g を用いて表せ。 問3 速さを, α, L, g を用いて表せ。 D 台 問4時間 t を,,αg を用いて表せ。 問5点Qの座標 (X, Y) が次の等式で表されるとき, gのうちから必要なものを使って書き表せ。 ① (5) の空欄に入る式または文字を,,,, X= ① × ② - ③ × ④ xt YQ = ① × ④ + ③ × ② xt- ⑤ x t² [2] 台の固定を外し、 静止した台の面 AB 上のある点から, 質量mの小物体を速さで水平右向きにすべらせた。 小物体は 半円筒に沿って運動してある高さまで上がったのち, 台から離れることなく折り返し, 半円筒に沿って降りて面ABに引 き返した。 小物体の大きさは無視できるとする。 問6 小物体が最大の高さに達したときの小物体の床に対する速さを 02, m,Mを用いて表せ。 問7面ABに引き返した小物体が,床に対して左向きに進むのは,mとMの間にどのような関係があるときか。 次の①~ ⑧のうちから最も適切なものを1つ選んで番号で答えよ。 (1 1 -M m<- (7) m<2M ② m> -M ③m <M 4 m > M ⑤ m<√M ⑥m> √2M ⑧ m>2M