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物理 高校生

解説を読んで(1)(2)までは理解できました。 (3)の加速度うんぬんの話で理解不能です。 運動方程式を立てる時の加速度、時間を求める公式の時の加速度、最終的な答えを導く際の加速度が統一されず分かりにくいです。 わかりやすく解説していただけませんか?

23。《滑車と物体の運動) 天井 滑車Q 糸3 次の設問に答えよ。 (A] 図1のように,質量 mの物体Aと質量5m の物体Bを糸 1で結び,滑車Pにつるす。さらにこの滑車Pと物体Cを糸2 で結び,天井から糸3でつるされた滑車Qにつるす。 (1) 物体 A, 物体Bおよび物体Cを同時に静かにはなしたとき, 物体Aと物体Bは動きだしたが,物体Cは静止したままであ った。物体Cの質量はいくらであったか。数字ならびに m, gの中から必要なものを用いて答えよ。 (B] 次に,図2のように, 物体Aと物体Bを同じ高さに固定し、 図1の物体Cを糸2から取り外す。 その後,糸2の右端を一定 の大きさFの力で鉛直下方に引くと同時に, 物体Aと物体Bを 静かにはなすと,滑車Pは上昇した。物体の運動中に, 滑車ど 滑車P、 うしの接触や物体と滑車の接触は起こらないものとする。 数字 計 ならびに m, g, F, dの中から必要なものを用いて次の設問に 答えよ。 滑車P 糸2 糸1 物体B 物体A一 物体 m 5m 図1 天井 糸3 滑車Q、 0 糸1 物体B- 物体A m 5m (2) 物体Aと物体Bを静かにはなした後の,糸1の張力の大き さはいくらか。 図2 参張フ 3)物体Aと物体Bの高さの差がdになった瞬間の物体Aの速さはいくらか。 [19 九 -O

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物理 高校生

2番の下線部の解説いただきたいです。 また、円半周を通過するには、v>0、N≧0と 暗記していていいものですか? 暗記せずとも理解できる方法があればお願いします。

ループ式ジェット·コ 鉛直面内での円運動 けて,質量m[kg]の小物体を大きさo[m/s]の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。重力加速度の 物理 基礎 物理 》122|| 127||131 例題33 B 大きさをg[m/s]とする。 m Vo の小物体の速さと面から受ける垂直抗力の大き さを求めよ。 10小物体が点Bを通過するための oの条件を求めよ。 Chapter 解答(1) 点Cでの小物体の速さを o[m/s)とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より, 9 Oセンサー 39 B mgcos0 N C 円運動では,地上から見て 解くか,物体から見て解く かを決める。 0 地上から見る場合 遠心力は考えず,力を円の 半径方向と接線方向に分解 し,円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 rcos0:0 mu3 =; mo°+ mng (r+rcos@) 0 mg ゆえに、 v= Vu-2gr (1+cos0) [m/s] 垂直抗力の大きさを N[N]とすると。 A 地上から見た円運動の運動方程式は, m -=F r * m -=N+mg cos0 または mro'=F これに»を代入し,整理すると, 2 物体から見る場合 遠心力を考え,力を円の半 径方向と接線方向に分解し, 半径方向のつり合いの式を 立てる。 ※ どちらでも解ける。 mv? N= --mg(2+3cos0) [N] r 別解 小物体から見ると, 円の半径方向にはたらく力は, 実際 にはたらく力のほかに, 円の中心0から遠ざかる向き に遠心力 m がはたらいている。 半径方向の力のつり センサー 40 合いより、 物体が面に接しているとき, 垂直抗力N20 N+mg cosé-m =0 (量的関係は上と同じ) 補非等速円運動では, 円の接線方向にも加速度があり,物 体から見た場合, 接線方向での力のつり合いを考えるため には,接線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2) (1)より, 0<0ハx[rad]では, 0が小さくなるにつれて, v, Nはともに減少していく。点Bを通過するためには, 点上 でカ>0かつN20であればよい。 ①より, @=0をvに代入 )水平面を重力による位置エ ネルギーの基準面とする。 して、 リ=\-4gr よって, ぴ-4gr>0 ゆえに, >2gr mv また, 2より, 0=0をNに代入して, N= 5mg Y mvs よって, ゆえに, 2/5gr , ①を比較すると。 20(面から離れない条件)が の条件を決める -5mg20 3, ④がともに成り立つためには, ひこ/5gr

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物理 高校生

何故静止摩擦力が右方向に働くのでしょうか? 左に働く気がします

の基本問題59, 0, e 基本例題11 慣性力 水平面上に台車があり,台車の上に質量 m[kg] の物体を置く。 台車と物体の間の静止摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをg [m/s°]として, 次の各間に答えよ。 (1) 台車が右向きに加速度a[m/s']で運動している。台車上 から見たときに物体にはたらく力カを図示せよ。 また,摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 加速度を徐々に大きくすると, 物体は台車上をすべり出す。物体がすべり出すの 加速度がいくらよりも大きくなるときか。 m 台車上から見ると, 物体には重力, 垂直抗力,静止摩擦力, 慣性力がはたらいている。 加速度を大きくし, すべり出す直前になったとき, 静止摩擦力は,最大摩擦力となる。 指針 をF[N]として, 水平方向の力のつりあいのま を立てると、 F-ma=0 F=ma[N] (2) すべり出す直前, 静止摩擦力は最大摩 擦力となる。鉛直方 向と水平方向のそれ ぞれの力のつりあい から, 鈴直:N-mg=0 本N 解説 ma (1) 台車上の観測者 から見た物体にはた らく力は,図のよう に示される。慣性力 の大きさはma[N] 小垂直抗力 N 慣性力 ma mgy 静止摩擦力 重力レ で,その向きは観測者の加速度と逆向きである。 台車上の観測者から見ると, 物体は静止してお り,力がつりあっている。 静止摩擦力の大きさ 水平:N-ma=0 …② 式のから,N=mg これを式2に代入し, a=ug[m/s°] Lmg-ma=0

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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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