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

どうしてsinになるのか分かりません。cosにしてしまいました。

(75分) ※ Xx 次の文の空所 あ 速さを V とする。 にあてはまる数式を、解答用紙の所定欄にしるせ。 ただし、音の 5,400 図のようにばね定数 kの軽いばねの一端を天井に固定し,もう一端に質量mのスピ ーカーをつないだ。スピーカーは周波数の音波を発している。 つりあいの位置から真 下にDだけばねを伸ばした位置から静かにスピーカーを離したところ,スピーカーは鉛 直方向に単振動をした。 スピーカーが単振動を始めた時に発した音波が床に達した時刻を t = 0 とすると,それ以降スピーカーの真下の床で聞こえる音波の周波数f は, f = あ のように時間変化した。 ただし,スピーカーは音波を発していてもいなく ても同じ単振動をする。 また, D はスピーカーから床までの距離に比べて充分に小さい とする。 天井 26 ばね スピーカー 床

(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

94番(1)の問題で運動方程式を使えないのはなぜですか？

知識 93.摩擦角長さ50cmの粗い板の上に物体を置き,図平 のように、板の一方をゆっくりともち上げていったとこ ろ, 板の端の高さが30cmをこえたとき, 物体は板の上線) をすべり始めた。 物体と板との間の静止摩擦係数はいく合 らか。 例題13 150cm 20cm もち 知 30 97. 水 cm た金 ●ヒント すべり出す直前 (高さが30cm のとき), 物体は最大摩擦力を受けてつりあっている。 [知識] 物体に、次のようにな合 94. 動摩擦力 粗い水平な台の上を,質量 10kg の を1 9.8m (1) (2) 60N 5.0s 98. 物体が初速度20m/sで右向きにすべり始め, 5.0S- 後に静止した。重力加速度の大きさを9.8m/s2, こ の間の運動は等加速度直線運動であったとする。 20m/s 0m/ |10kg| し (1 (1) 物体が運動している間の加速度を求めよ。 (2) すべり始めてから静止するまでに, 物体がすべった距離は何か。 (3) 物体にはたらいた動摩擦力の大きさと, 物体と台との間の動摩擦係数を求めよ。 ヒント (3) 動摩擦力の大きさを求めるには, 運動方程式を利用する。 知識に 95. 摩擦のある斜面上の運動 水平とのなす角が30℃の 粗い斜面上で, 物体を運動させる。 物体と斜面との間の 動摩擦係数をμ'. 重力加速度の大き (2 (: S 99

力学的エネルギーの保存という単元が苦手です。テストなどでもこういった図を書いてみてから解いた方がいいのでしょうか？？

ギー, 弾性力による位置エネルギーは、表のようになる。 おもりの位置 自然の長さの 位置 運動 エネルギー 重力による 位置エネルギー 弾性力による 位置エネルギー 0 mgx 0 つりあいの位置 1 (点A) 12m02 mg(x-a) -ka² 2 最下点 1 0 0 -kx2 (基準水平面) 2 (1) 自然の長さの位置と最下点の間での力学的エネルギー保存則よ

3番の問題です。 解説の右側にあるvを変えるとrの値も変化するもあるのですがなぜですか？

(3) このばねのは 156 円錐容器の内側での等速円運動 内面がなめらかで すりばち形をした器の中で, 質量mの小さい物体がすべりなが ら、水平面内の等速円運動をしている。 円錐の母線が水平面と なす角を 0, 重力加速度の大きさをg とする。 (1)円運動の速さと軌道の半径の関係を求めよ。 (2) この円運動の周期Tをg, r, 0 を用いて表せ。 (3)円運動の速さを2倍にしたとき,円運動の周期は何倍にな 例題 35,169,170, 174 るか。