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物理 高校生

どなたかこの問題の解答を作っていただけないでしょうか

1. 図のように, 水平な床の上に置かれた, 質量がM で半径Rの4分円の形をしたすべり台の上を, 質量 mの 小球が摩擦を受けることなくすべることができる。 小球と4分円の中心0を結ぶ直線と水平方向との角度を0と する。以下の小問(1)~(3)の各場合とも,最初,すべり台を止め金で床に固定した状態で,小球を 点A(0=0)で静かにはなす。 重力加速度をgとして, 以下の文章中の に適切な数式を記入しなさい。 (1) すべり台を止め金で固定したままの場合を考える。角度が0 での小球の速さは(ア)」である。このとき、 すべり台から小球にはたらく抗力の大きさ N は、 N=(イ)」と表される。また,床からすべり台にはたら く垂直抗力 N' は,記号 Nを用いて N' =|(ウ)」と表される。 (2) 次に,小球の位置が角度0=に達した時点で止め金をとりさった場合を考える。この瞬間,すべり台が 動き出さなかったとすると, すべり台が床から受ける摩擦力fは、記号 N を用いてf=[(ェ)] と表され る。すべり台と床との間の静止摩擦係数をuとし、(イ), (ウ),(ェ)を考慮すれば,角度0=p ですべり 台が動き出さない条件は、 M (オ)||(カ)となる。ここで, (ォ)には等号または不等号を,(カ)には m pとuのみを用いた式を記入しなさい。 (3) 小球の位置が角度0 = に達した時点で止め金をとりさった場合を考える。このとき,ただちにすべり 6 台が動き始め,さらにこの後,小球はすべり台の最下点B(0=)で水平方向に速度かで飛び出し,その 瞬間にすべり台は速度Vで動いていた。すべり台と床の間の動摩擦係数は小さく無視できるものとする。小 球の飛び出す方向を正とすると運動量保存則の式は(キ)」となり, エネルギー保存則の式は(ク)」となる。 とくに M=7m のとき,(キ)と(ク)を用いてすべり台の速度を求めると,V=[(ヶ)]となる。 V3 (ヒント: sin 6 - co-) 1 COS 2 6 2 R 止め金 M B I\ レ 1

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工学 大学生・専門学校生・社会人

こちらの問題なのですが、答えがなくて困っています。小問ひとつだけでも教えていただけると嬉しいです。

問1 図1に示すように、 長さ 2L の二本の真直はり ABC と CDEを、 点C で回 転自由となるピン継手 (滑節) で結合し、 左端 Aを単純支持し、二本の真直は りそれぞれの中央点である点 B と D でローラー支持する。 真直はり CDE の 右端 E に時計回りの曲げモーメント M が作用している。 このはりに用いられ ている材料のヤング率は E であり、はりの断面二次モーメントは、I である。 はりの自重は無視でき、 せん断力によるはりの変形は無視できるほどはりは細い ものとする。 (1) 図1に示すはりの点 A 、B および Dに発生する反力を求めよ。 (2) 図1に示すはりの点 E におけるたわみを求めよ。 (3) 図1に示した長さ 2L の二本の真直はり ABC と CDE を、 図2に示すよう な長さ 4L の一本の真直はり ABCDE.に変更することを考える。 はりのヤン グ率や断面二次モーメント、また、外力と境界条件は図1と同様であり、 図2 に示すとおりである。 図2に示すはりの点 A、Bおよび Dに発生する反力 を求めよ。 (4) 設問(3) のはり ABCDE の中央点 C におけるたわみを求めよ。 L L L L A B D E 「M 図1 L L L L A B C D E 「M 図2

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数学 高校生

この問題で2枚目グラフより最小値は[1]と[2]のグラフが交わる最も小さいところx=1のときとわかるのですが、最大値がなぜx=-1/2の時になるのかがわかりません。x=-1の時に両方交わっているからここが最大値では無いのですか?

1日 基本 例題121 絶対値のついた2次関数の最大 最小 OO0 Mf(x)=|x°-1|-xの-1<x2における最大値と最小値を求めよ。 [昭和薬大) 基本 120 指針> 定義域に制限がついた(2次)関数の最大 最小問題では O 頂点と端の値に注目 しかし,この問題では, 関数の式に絶対値記号があり, この絶対値記号がついたままの状 態で考えるのは簡単なことではない。 とにかく, 絶対値記号をはずすのが先決。 の 絶対値 場合に分ける |4|=|| A (A20のとき) (A<0のとき) 1||内の式が 20, <0 となる場合に分ける。 2 1でのそれぞれの場合分けにおいて, 関数の式を基本形に変形する。 3 2つの場合のグラフを合わせるようにして, y=f(x) のグラフをかき, そのグラフか ら,最大値と最小値を求める。 MAHC 解答 x-1=(x+1)(x-1)であるから x-120 の解は x-1<0 の解は,-1<x<1 『[1] xS-1,1<xのとき (20, <0 となる場合に分け ているが,>0,ハ0と場合 分けしてもよい。ただし, 場合分けの一方には必ず等 xS-1, 1Sx ード 3マ 号をつける。 f(x)=x°-1-x=(x- 5 2 f(2)=1 [2] -1<x<1のとき また f(x)=-(x?-1)-x=-x°-x+1 12 5 ニーx十 4 よって,-1Sxハ2における y=f(x) の グラフは図の実線部分のようになる。 ゆえに,-1Sxハ2において f(x)は 5 4 最大 2 1 1 で最大値 2 5 x=ー 1 2ハー>12) であるから, -1 O x=1で最小値 -1 をとる。 2 5 4 で最大値をとる。 X=ー- 注意 y=|x°-1|ーxのグラフは, y=x?-1-xのグラフでy<0の部分をx軸に関して対称に折 り返したグラフではない。なぜなら, y<0の部分を折り返して考えてよいのは, y=lf(x)I の形(右辺全体に||がつく)のグラフに限られるからである。

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