物理基礎です。 この式の途中式を教えてください🙇

図 bのように, 重力と浮力のつりあいより p2a2(a-x)g=pag よって, pz(a-x) = p1a となり, 式を整理すると x=Pz-pia P2 D

mgcosってこの時、①②のどちらですか？ 下か、横か

7 B 0 m B 図3-12 L N 0mg UN A m Lsine 基準点 m

なぜ①の式になるんですか？？ 距離が違うのでイコールにならないんじゃないんですか？

120 解答 (1) 床:3mg, 壁: 2mg (2) tan O 3tan O (+1) 3 MOD (1) Ante T A R 指針 人がはしごを登っていくと,下端Dが床から受ける静止摩擦 力は大きくなる。 はしごがすべる直前には,静止摩擦力は最大摩擦力 となる。はしごが受ける力を図示し,水平,鉛直方向の力のつりあい 式、下端Dのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てる。 解説(1)人が点に達したとき, はしごはすべり出す直前にある。 このときはしごの下端Dが床から受ける垂直抗力をN, 静止摩擦 0 力をF, 上端Aが壁から受ける垂直抗力をRとすると, はしごが受 ける力は図のようになる。 鉛直方向の力のつりあいから, 垂直抗力 N=2mg+mg=3mg … ① B 2mg L sine N mg A F 下端Dのまわりの力のモーメントのつりあいから, 3L coso D .85 -coso 3L 2mg× coso+mg× cos0=R×Lsin0 4 L 2 2mg R= ・② h tan 2 (2) 静止摩擦力Fは,水平方向の力のつりあいから, F=R ③ 式 ② ③ から, 2mg F=R= …④ tan 4 下端Dから2mg, mg, Rの作用線におろした垂 線の長さ(うでの長さ)は, 3L cosl.1/coso. 4 はしごがすべり出す直前では,静止摩擦力は最大摩擦力となる。 はし ごと床との間の静止摩擦係数をμとすると,F=μNの関係式が成り 立つ。これに式 ①, ④を代入すると、受 Lsine である。 2mg 重心 tan =x3mg "=- 3tan0 大 UC

遠心力FはわかりましたがSの式の意味がわかりません教えてください 例えばF cosθがどこのことを表しているのかわかりません

82 第1編■力と運動 164円錐容器の側面での等速円運動 図のように、底面と 側面とのなす角度が0の円錐を水平面に置き、円錐の頂点に長さ 1の糸の一端を結び、糸のもう一端に質量mの小さな物体を固定 する。側面と物体の間にはたらく摩擦力はないものとし,重力加 速度の大きさをg とする。 (1) 物体に速度を与えたところ, 物体は側面上をすべりながら角 物体 速度で等速円運動を始めた。 物体とともに運動する観測者から見るとき, 物体に はたらく遠心力の大きさF, 糸が物体を引く力の大きさS,および側面が物体に及ぼ す垂直抗力の大きさNを求めよ。 (2) 角速度を徐々に大きくしていったところ, 物体は側面上をすべることなく, 等速円運 動を始めた。 このときの円運動の周期Tを求めよ。 例題 35,169,170, 174

解答を見たのですが、(2)の最後の式の解き方が分からないので教えてください

基本例題 22 力学的エネルギーの保存 →104~108 解説動画 質量mの小球を軽いばねでつるしたところ, ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。このときの小球の位置を点Pとする。重力 加速度の大きさをg とする。 (1) ばね定数km,d, gで表せ。 (2)ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さをm,d,g で表せ。 eeeeeee 指針 (2) 点Qと点Pそれぞれについて, 1 運動エネルギー, ②重力による位置エネルギー, ③弾 性力による位置エネルギーを考え, 力学的エネルギー保存則の式を立てる。 mg 解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0 よって k=- d (2)点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。 点 Q, P間での力学的エネルギー保存則より 0+mgd+0=1/23m+0+1/12/kd2 POINT 0000000 伸び 伸び d T -OQ eeeeeee 伸び Pkd d 速さ PO mg (1)の結果を代入して, vについて解くと mg × mgd=123m 1/12mo + 1/2xmlxde よってv=vgd ①運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③ 弾性力による位置エネルギー K=1/12m02 U=mgh U=1/21kx2

この問題の(2)がよく分かりません。自分は写真のように解いたのですが違いました。どなたか教えて欲しいです🙏

KB+UB=KA+UA よって 1/2×2.0×+0=49 v²=49 ゆえにv=7.0m/s 49 7.02 2 ゆえに x=1.4m x²= 25 5.02 基本例題 22 力学的エネルギーの保存 質量mの小球を軽いばねでつるしたところ, ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。このときの小球の位置を点Pとする。重力 104~108 解説動画 加速度の大きさをg とする。 (1) ばね定数km,d, g で表せ。 2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ、静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さ”をm,d,g で表せ。 mmmmm Pom 指針 (2) 点Qと点Pそれぞれについて ①運動エネルギー, ②重力による位置エネルギー, ③弾 性力による位置エネルギーを考え, 力学的エネルギー保存則の式を立てる。 した。 基本 マ 解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0 よってk=mg d (2)点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。 点 Q, P間での力学的エネルギー保存則より 伸び 伸び 0+mgd+0=1/23m+0+1/23kd (1)の結果を代入して, vについて解くと kd 29 PO mg mgd=1/12m+1/2xmxd よって v = √ =√gd eeeeeee 伸び 指 速さ 速 POINT ①運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③弾性力による位置エネルギー K = 1/1 mv² U=mgh U=-kx2 2

この青線の計算方法が分からないので教えてほしいです。

(1) 弦の張力の大きさをS[N] とすると, -0.70 m─| おもりにはたらく力のつりあいから A S=5.0×9.8= 49 N 弦を伝わる波の速さをv [m/s] とする B S S と,v= から, 5.0×9.8N 49 ひ =√7.02×10=7.0×102 1.0×10 -4 7.02 × 10=7.0×102m/s 答 7.0×102m/s

(6)浮力は使えないのでしょうか

124 2014 年度 物 II] つぎの文の に入れるべき数式を 図3-1のように, 大気圧P。 中に支持棒で天井に固定されたピストンに対し て,鉛直方向になめらかに動く断面積S の円筒容器が静止している。円筒容器 の中には1モルの単原子分子の理想気体 Aが閉じ込められており、その底には 質量 M の加熱器が取り付けられている。 床には底面積2S の円筒状の水槽が置 かれており、その中には密度の水が入っている。 円筒容器とピストンは断熱 材でできており,また円筒容器の壁の厚みと質量は無視できるものとする。理想 気体の気体定数を R,重力加速度の大きさをgとする。 はじめに図3-1のように,円筒容器の下面は水面からはなれた位置で静止し ている。このときのAの圧力は P1, 体積は V, 絶対温度は T, であった。 P」を (2) とな R, T,, V, で表すと (1) M をg, Po, P,, S で表すと る。 つぎに図3-2のように,Aに熱量Q をゆっくりと加えると円筒容器がんだ け降下し、その下面は水面と一致し Aの絶対温度は T2 になった。 ん を S, T.. T2, V, で表すと (3) となる。この過程でAの内部エネルギーの変化をん P1, Sで表すと (4) Aが外部にした仕事を Q で表すと (5) とな る。 さらに図3-3のように,Aに熱量Q をゆっくりと加えると円筒容器がんだ と け降下し,Aの圧力は P2, 絶対温度は T, になった。 P2 を P,, h, g, p で表す (6) となるので,この過程の圧力P を縦軸に、体積Vを横軸にとった P-V 図のグラフの傾きはg, S, p で表すと (7) となる。この過程でA 外部にした仕事をP, g, h, S, p で表すと (8) となる。

なんで最後にFで引くのですか？

静止摩擦力 三方向の力のつりあいを考える。 3=0 より Aは静止 (1) 重力の, 斜面に平 行な成分は斜面にそ って下向きなので 静止摩擦力は上向き 垂直抗力 N f=0N A F には, 25 N きさは F=8N 130° A 8N F にはたらく。 斜面に 平行な方向の力のつ りあいより 30° 50 N いより よって =0 より Aは静止 =5N A 5N F-25=0 よって F=25N いより 斜面にそって上向きに25N F (2) 静止摩擦力以外の 垂直抗力 N. =4.9N

A点B点周りの力は考えるのに、C点周りの力は考えないのはなんでですか？

基本例題 19 棒のつりあい 94,95,96 解説動画 長さの軽い棒の一端Aを鉛直なあらい壁にあて,他端 C Bと壁面Cを糸で結ぶ。 この棒に質量mのおもりをAか ら距離dの点Pに下げたら, 棒は水平で糸は棒と 30°の角 をなしてつりあった。 このときの,糸の張力の大きさ T, A端にはたらく摩擦力の大きさ F, 垂直抗力の大きさNを, 重力加速度の大きさをgとして求めよ。 糸 A 30°7 B P d Om 指針 Aのまわりの力のモーメントのつりあい、鉛直方向, 水平方向の力のつりあいを考える。 解答 棒には図の力がはたらく。張力Tを水平,鉛直方向に分解する。力の作用線が集中してい る点Aのまわりの力のモーメントのつりあいの式より T 12 1/xl-mgxd=0 2mgd T=- CI √3 2 32 -T 2 鉛直方向の力のつりあいの式を立て, Tを代入すると T +11-mg=0 F+六T- F=mg/121x2mgd=mg(1-4) 水平方向の力のつりあいの式を立て, Tを代入すると √3 T=0 N= √3x2mgd√3 mgd N−1 T 2 = F N 130° A mg P B