（2）で、線が引いてある所でどうしてS（面積）をかけなければいけないのでしょうか？

64 水圧による力 図のような円筒の下面に,円筒の底面 と同じ断面積 S[m²] の軽い板をあて、板の上に質量 m[kg] のおもりをのせ, 円筒を水中で板が外れない十分な深さH [m〕まで沈めて静止させた。 水の密度はp [kg/m²] 重力加 速度の大きさをg [m/s'〕 とする。 ただし, 大気圧をp 〔Pa〕 とし, 円筒の深さによらず大気圧は一定とする。 (1) 円筒の底面にはたらく圧力はいくらか。を元気 (2) 円筒を水中で上げていくと, 板が外れた。 このときの水深はいくらか。 H

力学的エネルギーの保存則 です 「バネにおもりをつけると、バネは伸びて静止した」ときと「自然長までおもりをもちあげて、静かにはなした」 ときとでは何がどのように違うのですか。 よろしくお願いします🙇

①7 力学的エネルギー保存則 [物理基礎 (物基707) 類題19] 図のように, ばね定数 [N/m] のばねの上端を固定し,下端に 質量 m[kg]のおもりを取りつけると, ばねは伸びておもりは静止 した。この点をAとする。 この後, ばねが自然の長さになる所ま でおもりを持ち上げ, 静かにはなした。重力加速度の大きさを ・g[m/s2] とし、ばねは鉛直方向にのみ運動するとする。 (1) 点Aでのばねの伸びα [m] を求めよ。 (2) おもりが点Aを通過するときの速さ [m/s] をm, g, kで 表せ。 (3) おもりが最下点に達するときのばねの伸びx [m] をaで表せ。 eeeeeeeee 自然の長さ eeeeeeeee A

図の座標軸設定で、垂直抗力Nの働く位置xを求める問題なのですが、静止しているという条件からモーメントで写真のように求めました。 これは合っていますか？ 教えてください🙇‍♀️

Mg I M? l. X= M₂ Nx (22-x) = Mgxl. 2Nl - NX = Mgl Nx=(2N-M₂) l 2N-M₂ N l Mg A. ・静止 → X

なぜ、断面積を掛けなければいけないんですか？ 大気が押す力って、大気圧のままではいけないんですか？💦

基本例題 68 ボイル・シャルルの法則 図のように, なめらかに動くピストンのついた 断面積 2.5×10-3 m² の円筒形の容器に気体を入 れ、大気中で水平に置いた。 はじめ,気体の温度 は27℃で、ピストンは容器の底から0.30mの 位置で静止していた。 この気体を温めて 147℃にし、ピストンに垂直に 50 Nの力 (左向き) を加えたところ, ピストンは容器の底から[[m〕 の位置で静止した。 この を求めよ。 大気圧を1.0×105Pa とする。 解答 加熱前の気体の圧力が [Pa] は大気圧に等しく,前 p=1.0×10 Pa。 加熱後の気体の圧力をか’ [Pa〕 とす ると, ピストンにはたらく力のつりあいから, p′×(2.5×10-)-(1.0×10%)×(2.5×10-)-50=0 $9 01X0. ボイル・シャルルの法則から, (1.0×105) × (2.5×10-3×0.30) 273 +27 断面積 2.5×10-3m² HE (1.2×105) × (2.5×10-3xl) 273 +147 | 0.30 m 50 よって, '=1.0×105 + 2.5×10-3 = 1.2×105 Pa後 よって, l= 0.35m [m〕 (273+27) K 「大気が押す力 〔Pa〕 #F -0.30m- (273+147) K 大気が押す力 pV_ p'V' p'(Pa) 50 50 N = T T' 秋めよ。 〔m〕 50 N 185 気体が押す力 気体が 押す力

(3) マーカーの部分の意味がわかりません。 F＝0で、なぜωの式がこれになるんですか？ 解説をお願いします🙇‍♀️

くら以下でなければならないか。 229. 滑車と単振動■ なめらかに回転する軽い定滑車に,軽い糸 をかけ、一端に質量mの小球P. 他端に質量 M (Mm) のおもり Qをつり下げた。次に,Pと床の間を, ばね定数kの軽いばねで 鉛直方向につなぎ, P, Q をつりあいの位置で静止させた。ばね が自然の長さになるときのPの位置を原点 (x=0) として, 鉛直上 向きにx軸をとる。 また、重力加速度の大きさをgとする。 (1) P, Qが静止しているときの, Pの位置を求めよ。 DRUGA (1) の状態からPを引き下げて静かにはなすと, Pは,糸がピン と張った状態を保って単振動をした。 (2)Pが位置にあるときのPの加速度をα, 糸の張力の大きさをTとし,P,Qのそ れぞれの運動方程式を示せ。 ただし, Pは鉛直上向き, Qは鉛直下向きを正とする。 (3) Pの単振動の角振動数を求めよ。 (4) 糸がたるまないためには,Pをはなす位置がいくらよりも上であればよいか。 ヒント HP O+ Matik Sch Q M (立命館大改) 例題20 JSH S&I.

どうして(1)で遠心力を考慮していないのでしょうか？速くすればするほどmrω²/sinθ分大きくなっていくのではないのでしょうか？

基本例題12 円錐振り子 図のように、長さの糸の一端を固定し、他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをyとして, 次の各問に答えよ｡ (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には, おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として、水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1) では,鉛直方向の力のつりあいの式(2) では円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。なお,円運動の半径はUsin0 である。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scost=mg mg coso S = - こ S Scost Ssine img (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0mgtan0が向 心力となる。 運動方程式 mrw² = F から、 m (Usind) w2=mgtan0 周期T は,T= 2π W 基本問題 55,56,57 = =2π 00 (= Icoso g g l cos 0 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって みえる。 力のつりあ いの式を立てると, (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (Isine) w²-mg tan0=0 m m (Isin) w² Ssin0=mgtan mg 【Point 向心力は、重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく、円運動を生じさせる 原因となる力の総称で、 常に円の中心を向く。 第Ⅰ章 力学

（2） 波線のところで、長さがそれぞれlsin30°,lcos30º/2になる理由が分かりません。解説をお願いします🙇‍♀️

MOS ZON 133. 棒のつりあい 図のように、長さ、重さWの一様な太 さの棒の一端を壁にちょうつがいで固定し、他端に糸をつけて, 棒が水平と30°の角度となるように糸を水平にして壁に固定 した。 次の各問に答えよ。 (1) 棒が受ける重力 W. 糸の張力 T. ちょうつがいから受け る力の水平成分 N, 鉛直成分Fを図中に示せ。 (2) 棒が受ける力の水平方向と鉛直方向のつりあいの式, およびちょうつがいを回転 の中心とした力のモーメントのつりあいの式を示せ。 (3) T. N. Fの大きさを, W を用いてそれぞれ求めよ。 130° 例題15

力学的エネルギー (2)の途中式を教えてください🙇

発展例題 24 ばね振り子の力学的エネルギーー 図のように、天井に固定された軽いばねに質量mのおも りをつるしたところ, ばねが自然の長さからだけ伸びた 点0で静止した。 おもりを下に引きOからばねがαだ け伸びた点Aで静かに放した。重力加湿度の大きさを」と する。 (1) このばねのばね定数はいくらか。 この 解答 (1) ばね定数をkとすると,点での力のつりあいから, 平面上に kxo-mg=0 よって, k=mg XCO FACIEEJATIO (2) 点Oを重力による位置エネルギーの基準とする。 点0 でのお もりの速さを”とすると,点Aと点0での力学的エネルギーは 等しいから, 平 HOMO (2) おもりが点0 を通過するときの速さはいくらか。たし D (3) おもりが達する最高点の, 点0からの高さはいくらか。 考え方 弾性力と重力による運動力学的エネルギーが保存される。E=K+U=一定 0+ (−mga) + ¹k(x₁+a)² = 1 {mv ² + 1/2 kxo ²1 stb... h② 23 2 k =a. ①,②から1/12/ka²/12/2mu よって,v=q = a√3/1² = m Vxo 最高点の点 0 からの高さをxと になる。 000000000 9 ①.③から1/2/kd2=1/12/kx²2 よって、x=a 35, -kx2 よって, x=a 自然の長さ cxo 0000000000 F000000000 a 補足 (3) 点0 をおもりの変位 xの原点とし, 鉛直上 向きを正の向きとする。 このとき,自然の長さ の位置はx=x である。 ・ • 0<x<xの場合: ばねの伸びは x-x xx の場合: ばねの縮みはx-xo 最高点の位置x が (3) 最高点では速さは0 どちらの場合でも, 弾性力による位置エ すると,点Aと最高点での力学的エネルギーは等しいから、ネルギーは 0+(-mga) + 1/12/k(x+a)^2=0+mgx+1/12k (x-x)?…. ③ 1/k(x-x₁) ² JIM OR*

水平方向や鉛直方向の力の式の1/√5や2/√5がどこから出てきているのか分かりません…教えてほしいです…！

47力のつりあい 図のように、長さ[m]と21〔m〕の2本の糸で質量M [kg] のおもりを水平な天井からつるした。 このとき, 2本の糸のなす角度 は90° であった。 次の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをg (センター試験改) [m/s2] とする。 □(1) 長さlの糸の張力の大きさをS〔N〕 長さ2lの糸の張力の大きさを T 〔N〕 とするとき, 水平方向と鉛直方向の力のつりあいの式を求めよ。 IS T 2 21

どうして⑵（b）で垂直抗力が0以上じゃないと行けないんですか？

-mv² mgr=- = 1/2 m² 2π ゆえに -=2π T= W 2 (1) 重力による位置エネルギーの基準を点Bの高 さとする。点Aと点B間での力学的エネルギー保 存則より よって N=m N=m(g+²) よってv=√2gr [m/s] 速さで等速円運動をする立場で考 えると, 半円筒の中心方向にはたら く力のつりあいより v² N-mg-m- -=0 r ①式を代入して -=T 20 [s] tot N=m (2²-9) よって 式を整理するとv=v²+4gr £₂t_v=√/002²-4gr (m/s) 速さで等速円運動をする立場で 考えると, 半円筒の中心方向には たらく力のつりあいより v² N+mg-m=0 Vo N=m(g+2gz)=m(g+2g)=3mg〔N〕 (2) (a) 重力による位置エネルギーの基準を点Aの高 さとする。 点Aと点C間での力学的エネルギー 保存則より 1 mv²=1/mv²+mgx2r IN P-5g=0 r よってv=√5gr [m/s] 2 ①式を代入して N=m(²-49r-g) = m (-5g) (N) mg mg (b) N≧0であれば, 小球は半円筒を離れずに点 C に達することができる。 したがって, N=0 とな るvの値が,点Cに達することができるような ひ の最小値である。したがって 2 N 13 単振動 (1) (a) x=0.30sin 4.0t と x = Asinwt の係数を比