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物理 高校生

(2)で写真二枚目の5行目の式 Ry1'=(Mcosθ/2w)×{g(w+h tanθ )-(vcθ^2(h-wtanθ))}=0 があると思うのですが、その直前で「P1を中心として反時計回りに転覆しないためには、重心がP1より右側になければならない。よって、w-h ta... 続きを読む

Chapter 1 力学 Section 1 力と運動 例題 10 等速円運動 ② 図1はレールに乗っている列車を正面から見た 図である。 レールの幅は2w であり, 列車の質量は Mである。 列車の重心Gは、レール間の中心線上 で、レールと車輪の接触点から高さんの位置にあ る。 空気の抵抗や摩擦力などは無視できるものと して、以下の問いに答えなさい。 (1) この列車が,たいらな地面に水平に敷かれた 円形の曲線路を、一定の速さで通過している。 (A) 重力加速度をg, 列車に作用する慣性力を Fとして, 曲線路の内側のレールから列車 が受ける垂直抗力 R1 と, 外側のレールか ら列車が受ける垂直抗力 R-2 を、 それぞれ M, w, g, F, h を使って表しなさい。 図2 (B) 曲線路の半径を , 列車の速さを”として, 慣性力F を M, r, o を使って表しなさい。 ただし,rはレール 幅 2w に較べて十分に大きいものとする。 (C) 列車の速さが大きくなると, R, が減少し,やがて列車は転覆する。 この場合の限界の速さve を wr, g, hを使って表しなさい。 (2) 曲線路では, 列車の安定を増すために、 通常, 曲線路の外側のレー ルを少し高くしている。 図2に示すように, 線路が角度日の傾きを つけて敷かれているとして, 列車が転覆する限界の速さve を w, r, g,h, θ を使って表しなさい。 (三重大) w wo 200 考え方の キホン to 10 I (1) (A)右図のように、車輪とレールとの接点をそれぞれ P1, P2 とし, 車輪がレールから受ける抗力の水平成 分をそれぞれぃたとする。 鉛直方向の力のつりあ いより I 1 円運動の問題では,中心方向外向きの慣性力すなわち遠心力を考慮 すると, 有効な場合が多い。 例えば、人工衛星の中で宇宙飛行士が ふわふわ浮いて見えるのは, 人工衛星から見て, 宇宙飛行士に働く地球の万有引 力と遠心力がつりあうからである。 この問題でも、列車から見た遠心力を考慮す ると, 剛体のつりあいの問題として扱うことができる。 なお、遠心力をむやみに軽んじてはいけない。 現代の物理学では,遠心力 ( 般には、慣性力)といわゆる実在の力 (この場合は, 向心力)とは、同等である I とみなす。 (2)までは、外側のレールは高くしてない。 1 R1+R2-Mg=0… ① P2 のまわりの力のモーメントのつりあいより Mgxw-R1 ×2w-Fxh=0 ② 〔注〕 P1 のまわり: R12×2ω-Mgxw-Fxh= 0 ③ ①② (あるいは, ①, ③ あるいは, ②③ より -Mg- R₁₁ = h R2= g+. 〔注〕この場合の向心力はf+fである。 水平方向の 力のつりあいより、 S 2w (B) 円運動の加速度は2/rだからF=Mv²/r (C) (A)からわかるように, R2は常に正である。 (B)も用いて h Mv² :. R₁₁=Mg-20 =0 :: Vc= F fi+f₂=F=Mv² /r (2) 右図のように車輪がレールから受ける抗力の斜面に垂 直な成分をそれぞれRai', R2' とし、斜面に平行な成分を それぞれだとする。 斜面に垂直な方向の力のつりあ いより P回りの モーメント Mo -F R入 Mcose {g(w+htand)- 2w fr Vo² r rwg h R₂₁ Ra Mg Ri'+R,a'′-Mgcos0-(Mus/r)sin6=0・・・・・・・・ ④ PT P3 Or MY K P2 のまわりの力のモーメントのつりあいより下 Mgx(w+htane)cos-Ra'x2w_(Mu²/r)x(h-wtand) cos0=0 BA w ....... 5 Mg x (cose+ htang.cosa) Pr カ 〔注〕 Pi: Ri' ×20-Mgx(whtand)cos0 (Mur) x(h+wtand)cosB = 0.⑥ ④,⑤ (あるいは、④⑥ あるいは, ⑤⑥ より 列車 の動き Mer x (hcoso-tutanocuse) (h-wtan6 tan 0)} B 10 1-1 力と運動 47

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数学 中学生

まるついている問題を教えてください。 1つだけでもいいので、よろしくお願いします!!

平 D □(3) 7%の食塩水が180gある。 これに何gの食塩を加えると10%の食塩水になるか求めなさい。 (武) 4 次の問いに答えなさい。 □(1) 3けたの自然数があり, 十の位は4で、 各位の数の和は百の位の数の6倍である。 百の位の数と一の位の数を 入れかえてできる3けたの自然数は,もとの自然数より396大きい。 もとの自然数を求めなさい。 (式) LE .⠀ [ ) □ (2) 1800円持ってケーキを買いに行った。 2種類のケーキ A,Bを, Aを4個とBを3個買おうとしたところ120 円不足した。 そこで, Aを2個とBを5個買うことにしたら、 代金はちょうど1800円であった。 A1 個, B1 個 の値段をそれぞれ求めなさい。 (式) AC ],B[ ] □ (3) 給水管 A. Bと水そうがある。 Aからは毎分8L, B からは毎分6Lの水が出る。 また, A,Bをいっしょに 使って水そうをいっぱいにするには15分間かかる。 いま, 水そうにAだけで水を入れ、続いてBだけで水を入 れたら いっぱいになるまでには, 最初から31分間かかった。 Aで入れた水の量, Bで入れた水の量をそれぞ れ求めなさい。 (式) AC ). B[ ] □(4) ある列車が, 450mの鉄橋を渡りはじめてから渡り終わるまでに25秒かかり、 また. 同じ速さで700mのトンネ グルに入りはじめてから出てしまうまでに35秒かかった。 この列車の長さと速さをそれぞれ求めなさい。 (式) 長さ 〕, 速さ [ ] (5)2種類の製品 A B を作っている工場がある。 先月生産した製品AとBの個数の比は5: 8 であった。 今月は 先月に比べて 製品Aの生産個数は8%増加し, 製品Bの生産個数は5%減少したので、 今月の製品AとBを合 わせた生産個数は455個になった。 今月生産した製品A, Bの個数をそれぞれ求めなさい。 (式) 製品 AC ①. 製品 B [

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