どうしてマーカーの式になるのか教えて欲しいです🙇🏻‍♀️ (き)と(く)です。

14 2022年度 物理 立教大理 (2/6) VI.次の文を読み、下記の設問1.2に答えよ。 解答は解答用紙の所定欄にしるせ 電場や磁場の影響を受け, xy 平面上を運動する荷電粒子を考える。 図1のように, y 軸方向正の向きに強さE の一様な電場がかかっているとする。質量m, 電気量g(g > 0) の荷電粒子が時刻 t = 0 に原点から初速度v=v, 0 ) ( 0 ) で運動を開始した。時刻でのこの粒子の位置は である。 (x, y) = ( い ) 立教大理(2/6) max= お ma か 2022年度 物理 15 となる。このことから,この粒子の運動は, by 座標系に対し一定の速度 (きく で運動する観測者から見ると円運動であることがわかる。 この粒子が xy 平面上に描く軌 道をCとする。 また, 質量m 電気量gの荷電粒子が原点Oから初速度 =(0.0)で運動する場合の軌道を C' とする。 このとき、CはAである。 ~くにあてはまる数式をしるせ。 文中の空所 A にあてはまる記述としてもっとも適当なものを、次のaf から 1つ選び、その記号をしるせ。 初に y 軸を通過するときの時刻はt= 図2のように, xy 平面に垂直に, 紙面の裏から表に向かって、磁束密度B の一様な磁 場がかかっているとする。 質量m, 電気量 gg > 0) の荷電粒子が時刻 t = 0 に原点 0から初速度v=v,0) > 0) で運動を開始した。 この粒子が運動開始後に最 1. 文中の空所 う で、そのときの座標は (x,y) = (0, え ) である。 図3のように, y 軸方向正の向きに強さE の一様な電場と, xy 平面に垂直に紙面の裏 から表に向かって、磁束密度 B の一様な磁場の両方がかかっているとする。 質量m,電 気量g(g> 0) の荷電粒子が時刻 t = 0 に原点から初速度 = (0,0)で運動を 開始した。 この粒子のx軸方向, y 軸方向の速度をそれぞれ Ux, Uy, 加速度をそれぞれ Qs, ay とすると,運動方程式は y a.Cと同じ b. Cをx軸に対して反転させたもの C. Cをy軸に対して反転させたもの dCを原点Oを中心として反時計回りに90°回転させたもの e. Cを原点Oを中心として180°回転させたもの 4.Cを原点Oを中心として反時計回りに270°回転させたもの 1. MA や ド 図1 E ひ O 0 B B 図2 図3

(2)の問題なのですが、このとき運動量や運動エネルギーは保存されるのでしょうか？よければ解き方を教えていただきたいです🙇

問4 図に示すように水平面内に円形の小穴0があり、0を通した軽いひもの一端は面上にある質量mの小 球Aにつけ、 ひもの他端には質量mの小球B と質量 7m の砂袋Cを取り付けてぶら下げてある。 はじめ、 小 球AはOを中心として半径の円運動をしていた。 摩擦や空気抵抗は無いとして、 以下の問に m, ro, 重力加 速度g を用いて答えよ。 8m= (1) はじめの状態で、 等速円運動の角速度 wo と角運動量の大きさLを求めよ。 L = FX F (2) 砂袋Cの底に穴を開け、中の砂を少しずつこぼれ落ちるようにした。 砂がすべて落ちつくしたあとの小球 Aの円運動の半径r と角速度を求めよ。 但し砂袋自身の質量は無視できるとする。

(3)はどうして赤い字の考え方だとダメなんですか？

Ⅰ 次の文章の空欄にあてはまる数式, 図, または文章を解答群の中から選び, マーク 解答用紙の所定の場所にマークしなさい。(34点) y 0 10 m x 図1 水平方向にx軸,鉛直上向きに軸をとる。このxy面内を,大きさが無視できる [m] r 小球が運動する。 小球の質量をm[kg] とし,重力加速度の大きさをg[m/s] とする。 ひもの一端が図1の原点0に固定されていて, ひもにつながった小球が,原点0か 一定の距離 [m] を保って円運動をしている。 ひもに太さや重さはなく,空気抵抗 はないものとする。原点からみた小球の位置の方向と鉛直下向きの方向のなす角 を 0 [rad] とする。小球の速さは9によって変化し,(0) [m/s] とおく。特に, 0 = 0 における小球の速さ(0) をCMと書くことにする。小球は0の増加する方向に運動 している。 力学的エネルギー保存の法則を使うと, (1) という関係が成り立つ。 小球には重力と, ひもから受ける張力 T がはたらいている。 それらの合力のうち、 ひもに沿った方向の成分は, 向心力でなければならない。 向心力はm, v(0)に より与えられるが,その関係式は円運動が等速でなくても成り立つ。この事実を使う と、張力はT= (2) [N] と表される。 ひもがたるまずに円運動を続けるには,

物理　力学 赤く線を引いた部分について質問です。 なぜ、自然長で球Pとバネが離れるとわかるのでしょうか？ 離れる時は自然長より伸びたところじゃないんでしょうか？

P Vo k Q M EX 滑らかな水平面上に質量Mの球 Q がばね定 数んのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量mの球Pが速度v で進んできた。 (1) ばねが最も縮んだときのPの速度vを求めよ。 (2) ばねの縮みの最大値を求めよ。 m (3) やがてP はばねから離れた。 Pの速度 u を求めよ。

(2) 解答の青線の式を図示したらこのようになりますか？ 摩擦力のところは作用・反作用という解釈で合ってますか？ 間違っていたら解説をお願いします🙇‍♀️

物理 (75分) 注意 解答はすべて解答用紙の指定された解答欄に記入すること。 解答用紙の余白は計算に使用してもよいが,採点の対象とはしない。 すべての問題について、 必要な場合は重力加速度の大きさをg,円周率を とする。 [I] 図1に示すように滑らかな床面に質量Mの台があり,この台に水平方向右向 きに力を作用させる。 台上には大きさの無視できる質量mの小物体Aが置かれ 小物体Aに対して力の作用方向に距離Lだけ離れて大きさの無視できる質量m の小物体Bが置かれている。 この状態を初期状態とする。 台は十分に長く, 小 物体AおよびBが台から落下することはないものとする。 以下の問いに答えよ。 力は まず台と小物体AおよびBとの間に摩擦がない場合について考える。 ■2-2のように、レー (1)台に力F を加えたときの台の加速度の大きさを求めよ。 になっ つぎに、と小物体Aとの間に摩擦がある場合について考える。このとき台 と小物体Bとの間に摩擦はない。 初期状態から台に力F を加えたところ, 小物 Aは台上を滑ることなく,台と一体となって運動した。 その後,小物体Aと Bは衝突した。 衝突後, 小物体Aは台上を滑ることなく運動し, 小物体Bは小 物体Aから離れた。 (2)小物体AとBが衝突するまでの間, 小物体Aと台との間に作用する静止摩 擦力の大きさを求めよ。 (3)力を加えてから小物体AとBが衝突するまでの時間を求めよ。 (4) 衝突する瞬間の台の速さを求めよ。

1番の答えはv＝√2daであってますか？にばんをやろうとしたらmaが両辺に出てきてしまうんですがどう運動方程式を立てれば良いですか？

(7)の模範解答が(m+M)g/kになっているのですがどうしてか分からないので教えていただきたいです。 私は(M-m)g/kかと思いました。 あと、⑼の途中式も教えていただきたいです。

0000000000000000 【B】 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(M>m)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。 (7) P, Q が静止しているときの, P の位置を求めよ。 IC m M (7)の状態からP を引き下げて静かにはなすと, P は糸がたるむことなく単振動をした。 (8) P が位置 x 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。 (9)Pの単振動の角振動数を求めよ。 (10) 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。

なにがどうなってこの式になったのか分かりません。

I わる、 以下の空欄にあてはまるものを各解答群から選び, マーク解答用 紙の該当欄にマークせよ。 図1のように, z軸の正の向きに一様であるが時間とともに変化する磁 場をかける。この中に,長さLで絶縁体の細い糸の一方の端を磁場中の ある点0に固定し,もう一方の端に質量 M, 正の電荷 +α を持つ粒子を つなぐ。 時刻 t <0 のある時刻に. 糸が磁場と垂直に張った状態で,粒子 を磁場と糸に垂直な方向に初速で打ち出した。 粒子は磁場と垂直な平 面上を, 2軸の正の方から見て時計まわりに半径Lで円運動した。 粒子 の円に沿った運動については,粒子の運動の向きを正の向きとする。 円周 率をとし,粒子にはたらく重力は無視してよい。 +9 Bo 図1 B Bo ( 1 + kt ) t 問1時刻t<0では一様磁場の磁束密度は一定値であった。 このとき, Boであった。このとき, 糸がたるまずに等速円運動することのできる粒子の速さの最小値を Vo, 角速度を wo とすると, vo は (1) と表される。たとえば, Bo=1.0T として,回転している粒子が陽子と同じ質量 M=1.7×107kg と電荷 g=1.6×10-1Cを持つ場合, 角速度 wo は、 (2) rad/s となる。 ただ て,粒子の速さは光速よりも十分に小さいものとする。 時刻 t < 0 で粒 子に初速v=3v を与え, t>0では磁束密度をB=Bo(1+kt) (kは正 ω

（3）についてです。 「速度が一定の場合、物体にはらたく力はつりあっている」とありますが、つりあっている場合、静止するのでは無いんですか？

質量10kgの物体に糸をつけてぶら下げ, 鉛直方向に上げ下げする。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 糸の張力Tが148N のとき, 物体の加速度α [m/s] の大きさと向 きを求めよ。 T 基 10kg (2) 物体が鉛直下向きに 2.0m/s? の加速度で下降しているときの糸の 張力の大きさ T [N] を求めよ。 mg (3) 物体が一定の速さ 4.0m/sで上昇しているときの糸の張力の大きさ T [N]を求めよ。 指針 物体にはたらく力は、重力 98Nと糸が物体を引く力の2力である。 正の向きを定めて、 運動方程式を立てる。 11 解答 (1) 鉛直上向きを正の向き とすると,「ma=F」 148N (3) 速度が一定の場合, 物体 より にはたらく力はつりあっ ている。 ▲T 10×α=148-98 よって a=5.0m/s 2 向きは鉛直上向き Ta a=0 T-98=0 98 N よってT=98N 198N 2.0m/s2 POINT (2) 鉛直下向きを正の向き とすると, ma=F」 AT 運動方程式 m より10×2.0=98-T よってT=78N a = F 質量 加速度 合 198N

問2の式②よりTb=M(g+a)からどうして=M/M+m Fとなるのかが分かりません。解説お願いします🙏🏻‎

PA 24 問1 問2 ⑤ 問1 おもり A,Bが糸から受ける力の大きさを,TA, TBとする。作用反作用の法則により,糸がおもり A,B か ら受ける力の大きさは, TA, TB である。 ↑F TA A 全体の加速度をα(鉛直上向きを正)として,おもり A, TA mg ↑ 糸 B, および糸の運動方程式をそれぞれ立てると, TBA A:ma=F-Ta-mg B B:Ma=TB-Mg 糸:0Xa=TA-TB 2 3) ここで,糸の質量は無視していることに注意しよう。 式 ① + 式 ② + 式 ③より (M+m)a=F-(M+m)g 中 これは全体を一つにまとめたものの運動方程式である。 よって, F a= M+m g となる。 問2 ②より, M TB=M(g+α)= F M+m TB Mg ← となる。 【補足】 式 ③よりT=T" となる。糸の質量が無視できるとき,糸の両端ではたらく張力 の大きさは等しい。 また, 式 ①より m M T=F-m(g+α)=F-1 F= -F M+m M+m となる。