次の問題でまず何故青線の関係式が立てられるのでしょうか？どなたか解説お願いします🙇‍♂️

20min 2 図e QAR-P 図 sin'= √2RY cos'=- 2R △PQSはSが 直角三角形であるから 図 a きの周期をT' とすると To'=2 amo=2x2k mo =2To となる。 To = 1.0s より To'=2×1.0=2.0s (3) 小球の質量をm[kg] にしたときの周期をT T[s] - xの位置での運動方程式 ma=-kx k a=-x=ω'x m /k 2丁 80= m とすると @mo im T=2x1 Im mo -X2π To 「T=- より k HP w 2R となるので,TとT の間にはT=, m To Vemo 0 mo Amo m (kg) 図b となる。 の関係が成りたつ。 よってTとの関係は図bのようになる。 N 55 2本のばねによる単振動〉 g)。 か x=Asin (wt+0) 振幅は4であり, 70 のとき x=0 であるから ので√2R すなわち 意して√を開くこと。 220であることに 0=Asin0 よって sin0=0 より = 0 これより x=asinwt A v=aw cos wt*A+B+ (2) 単振動する物体Pの加速度αは α-aw'sin wtB 8 図g mg mrw CPから半球面の足 CA√R²+R²=√ 10 のとき原点を正の向きに通過 このとき, 位置 xは0, 速度は最大となる (3)時間を求めるときは単振動の周期 Tを用いる。 また, 円運動にもどって考えるとよい。 (4) 変位 0 のとき速さは最大, 変位が最大 (もしくは最小)のとき速さは0となる。 (5) 力学的エネルギー保存則より, 「運動エネルギー K+ 弾性力による位置エネルギーU=一定」 となる。 (1) 単振動の変位と速度を表す式は, 振幅を A, 初期位相を とすると ← A 別解 0 v=Awcos (wt+0) -a ......① ......② この運動のx-t図は + sin 型となるので x=asinwt ① 式を用いて整理すると α=-x ....... ③ kx kx aw また、物体Pの変位がxのとき,物体Pが受ける 0000000000 0 力は図aより F=-kx+(-kx)=-2kxC ......④ am (3) ④式と,単振動の周期の式 「T=2π」 で K=2k だから,周期Tは m 2m T=2nv2k=nv k to= 90° 360° 単振動は円運動の正射影であるから, 物体Pがx=α に達してから初めて原点を通過するまでの時間to は π 2m 60° ・T= -aw 同様に, v-t図は +cos 型で, の最大値は aw であるので v=aw cos wt ←B 別解 x=asinwt を tで微分して dx v= =aw coswt dt また,v=awcoswt を tで微 0 a 分して dv 0 ax Q= =aw'sin wt dt 図24 ◆C 合成ばねのばね定数 は2kとなる。 物理重要問題集 57 じとなる。 。 を求める。 同じ｡ √g²+a² 55. <2本のばねによる単振動〉 B mmmmmm 図のように, なめらかな水平面上に質量mの物体Pが同 じばね定数kをもった2つのばね A, B とばねが自然の長さ にある状態でつながっている。 水平面上右向きにx軸をとり, このときの物体Pの位置をx座標の原点Oとする。 物体PをばねAのほうへ原点Oよりαだ けずらしてからはなす。 このとき物体Pは単振動する。 単振動は等速円運動の軸上への正 射影の運動であるといえる。 時刻 t=0 において, 物体Pはちょうどx座標の原点Oを正の 向きに向かって通過した。 ばねの質量はないものとして,次の問いに答えよ。 (1) 時刻 t における物体Pの位置xおよび速度vを, 等速円運動の角速度を用いて表せ。 (2) 時刻 t において物体Pが位置xにあるときの加速度αを, wとxを用いて表せ。また,2 つのばねAとBから受ける力Fを, kxを用いて表せ。 (3) 物体Pがx=αに達してから, 初めて原点を通過するまでの時間と初めて X= αを通過するまでの時間を, kmを用いて表せ。 (4) 物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置, およびばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。 ただし, やTを用いないこと。 (5) 物体Pが単振動しているときの速度と位置xの関係を求め, vを縦軸に, xを横軸にと [ 香川大 改 ってグラフに示せ。 このとき座標軸との交点を, a, k および を用いて表せ。 また, 物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。

熱力学についてです 「体積を小さくする仕事を与えると期待の温度が上昇する」という現象についてPV=nRTを用いて説明することは出来ますか？ 気体を圧縮する際に、分子の運動エネルギーが増加するためと模範解答にはあったのですが、疑問に思ったので教えて欲しいです！

（1）で力学的エネルギーの保存を使ったらダメなのはなんでですか？力学的エネルギーの保存測つかったらl1=l0+2mg/k（m）になって答えとは違くなります

図のように、 自然長(m), ばね定数k (N/m〕 の軽いばねが,天井から鉛直につるしてある。 ばねの下端に質量m 〔kg〕 のボールを取り付 けたところ、ばねの長さは〔m〕 となって ボールは静止した。 この状態を状態1とする。 次に,ゆっくりとボールを鉛直上向きに, ば ねの長さが自然長 〔m〕になるまで持ち上げ 静止させた。 この状態を状態2とする。 ここ で重力加速度の大きさをg〔m/s2〕 とする。 (1)を,lo,m,g, kを用いて表せ。 10000 10,000 状態1 状態2 (2)状態1から状態2までの, ばねの弾性力によるボールの位置エネルギー の変化量を,, h, kを用いて表せ。 また, 状態1から状態2までの重 力によるボールの位置エネルギーの変化量を, lo, h,m,gを用いて表せ。 (3)状態2においてボールから静かに手を放した。 ばねの長さがんになった ときのボールの速さを,m,g, kを用いて表せ。 <千葉工業)

（2）からの解き方がよくわかりません。 教えてください

90 弾性エネルギー ばね定数kのばねの一端を壁に,もう一端に質 量mの板を取りつけ, なめらかな水平面上に置 いた。 これに,質量 M のボールを押しつけ、ば ねを自然長よりIだけ縮めてから手を離した。 Im m M □ (1) 板とボールが離れるのは, ばねの伸びがいくらのときか。 □ (2) 板とボールが離れた後, ボールの速さはいくらになるか。 □ (3) ボールが離れた後, 板のついたばねの最大の伸びを求めよ。 ガイド 各状態での力学的エネルギーを考える。

（2）で、問題で（a）(b)(c)は等しくなると言っているのですが、等しくならなかったです。 やり方がわからないので、教えてください。

する最高 5-16 地表面から初速v で質量mの小球を鉛直上向きに投げ上げた。 位置エネルギー の基準を地表面とし、 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 小球の到達する最高点の高さんを求めよ。の (2 小球を投げ上げてから最高点に達するまでの間において、 (a) 高さ0のとき (高さ/1/2 のとき はした (火) 高さんのとき 以下の の各々について、 運動エネルギーと重力による位置エネルギーの和を求め、それらが 等しいことを確認せよ。

（2）で、最高点の高さが出したいから、鉛直成分は0を使おうと思ったのですが、解説では、水平成分VE cosθを使っていました。なぜ水平成分を使うのですか？普通に最高点を出す時も、1番上だから、速度0にしていました。

TE 第1章 section5 実戦演習 演習 5-1 図のように、斜面 AB と斜面 DE があり、BD間は曲面 BCD によりなめら かに両斜面に接続されている。 点Bと点Dは同一水平面 FG 上にあり、この水平面 FGからの点Aと点Eの高さは、 それぞれんとんである。 斜面 AB と斜面 DE の傾斜角は0である。 2 点Aから初速度 0 の状態ですべり下りて、点Eから飛び出す質量mの物体の運動を 考える。曲面 BCD と物体の間の摩擦は無視できるものとする。重力加速度の大きさを gとし、以下の問いに答えよ。 板 の V A 日 B D F.v.. C h |2 自 G 物体と斜面の間に摩擦がないときの運動を考える。 (1)点Aからすべりはじめた物体が、 点B, E を通過するときの速さ VB, VE を求めよ。 (2)点Eから飛び出した物体が最高点に達したときの、水平面 FG からの高さHを求 めよ。 物体と斜面の間に摩擦がある場合を考える。 動摩擦係数をμ'とする。 (3) 点Eから物体が飛び出すためにμ'がみたすべき条件を求めよ。

物質の持つエネルギーと熱運動のエネルギーの違いはなんなのでしょうか。

カッコ1ってなんで運動量保存するんですか？重力は外力だから保存するのは水平成分だけなんじゃないんですか？

10 29 なめらかな水平面上に静止して いる質量Mの小球Bに質量m の小球Aがx方向への速度v で 弾性衝突した。 衝突後, 図のよう にAはx軸から角度8(>0)の方 向に速さで運動し, Bは角度 0 の方向に速さVで運動した。 Am (1)x方向およびそれに垂直な方向での 運動量保存則の式を示せ。 (2) エネルギー保存則の式を示せ。 YA A B M 0 B V (3) M, vo を用いて表せ。 0 を用いてはいけ Vの大きさを,m, ない。 (4)M と m が等しいとき, 角度はいくらになるか。 (東邦大)

5は④は大丈夫です。17は①は大丈夫です。 解説付きで教えて欲しいです🙇‍♀️

5 エネルギー A 右の図のように, A点まで引き上げられた ジェットコースターがレールにそって走り始 めようとしている。 空 ①運動エネルギーが最大であるのは,A~ Dのどの地点か。 ② 運動エネルギーが位置エネルギーに移り 変わっているのはA~Dのどの地点か。 ③②のとき,ジェットコースターの速さは どのように変化しているか。 ④位置エネルギーと運動エネルギーの和を 何というか。 BL D

図の問題の答えがウになる理由が分かりません。 どなたか教えてください

90cm くらか。 ] 等速直線 ] 紙テープ だんだん大きくなる力がはたらいている。 ウ 運動方向と同じ向きに、だんだん小さくなる力がはたらいている。 運動方向と反対向きに,大きさが一定の力がはたらいている。 オ 運動方向と反対向きに, だんだん大きくなる力がはたらいている。 カ 運動方向と反対向きに, だんだん小さくなる力がはたらいている。 キ力はつり合ったままである。 3 レールをCD 間の中点Mで切断し,図 2のような状態にした。 このとき, A点 で小球を静かに放してレール上をすべら せたとき,Mから飛び出したあとの小球 の経路として最も近いものを、 図2のア 〜ウから1つ選び, 記号で答えよ。 図2 小球 同じ深さ A ア M B 水平 C 191 〈浮力と仕事・力学的エネルギー〉 (奈良・東大寺学園高) 次の文章を読み, あとの問いに答えなさい。 密度1.4g/cm3の液体が十分大きな容器に入れられている。 液体から十分深 いところに、体積100cm,質量120gのボールがある。 このボールは液体中で ○ も変形しないものとする。なお,質量100gの物体にはたらく重力の大きさを 力の向きと物体の動いた向きが正反対のときは、仕事を負 液体 4m ○ボール