どうしてA 地点の速さが０なんですか？

フックの法則 F = kx -kx² - -kxB² XA ばねの伸び)x 物体の運動 夢の」 ーxグラフの 弾性力による p.100 96 高点から,小球が静かに下り出 h し, なめらかな曲面に沿って進み, 高さ 1/72 [m]の点Bを通 過して、水平面上の点Cに到達する。重力加速度の大きさ をg[m/s2] として,次の各問に答えよ。 (1) 点Bにおける小球の速さvB[m/s] はいくらか。 (2) 点Cにおける小球の速さ vc 〔m/s] はいくらか。 指針 小球が曲面から受ける垂直抗力は, 移動する向き と常に垂直にはたらき, 仕事をしない。 小球は,重力だ けから仕事をされて運動し, その力学的エネルギーは保 存される。 解 小球の質量をm[kg] とし, 水平面を重力による位 置エネルギーの基準とする。 A,B,Cの各点における 運動エネルギー, 重力による位置エネルギーは,表のよ うになる。 (1) 点AとBで力学的エネルギーは保存されるので, h 22 2 403 -mx0² +mgh=12₁ -mvB²+mg x· 2 1/2mgh = 1/23mo 2 UB=√gh [m/s] mvB² レギーは保存されるので , h h A B A h 2 速さ 0 UB ・B UB 1 ・B 基準の高さ -mx02 -mvB² 運動 重力による [エネルギー [J] 位置エネルギー [J] mgh mg x Vc Vc h 2 C 高さ 0

二つとも答えは「斜面下向き」なのですが解説お願いします💦

(1) 1で、台車の位置を変え ると,台車にはたらく斜面 方向の力の大きさは変わり かたむ ますか 変わりませんか。 (2) 1 で,斜面の傾きを大き くすると, 台車にはたらく 斜面方向の力の大きさはど うなりますか。 (3) 左のA,Bは,②で斜面 の傾きを変えて行ったとき の記録テープを並べてグラ フにしたものです。 斜面の 傾きが大きいほうの記録 は、A･Bのどちらですか。 (4) 斜面の傾きを大きくする と速さが増加する割合は どうなりますか。 (5) 斜面を下る台車にはたら いている力は、斜面上向き・ 斜面下向きのどちらですか。 (6) 物体の運動の向きに一定の力がはたらき続けるとき, 物体の速さ は次のアイのどちらのようになりますか。 ア速さは一定になる。 イ速さは一定の割合で増加する。 (7) 斜面の傾きを大きくしていくと、斜面の傾きが90°になったとき に物体は垂直に落下します。このときの運動を何といいますか。 (8) (7)で,物体にはたらく力の大きさは,何の大きさと等しいですか。 くなる運動について調べよう p.144~145 (1) 台車を斜面の下から手でおし出して斜面を上らせました。 ① 記述斜面上を上っている台車の速さはどうなっていきますか。 ②斜面を上っている台車にはたらいている力は,斜面上向き・斜 面下向きのどちらですか。 (\ 番強させ + T 実験 2 斜面上での台車の運動 ① 斜面上に台車をのせ、台車の位置を変 えて、台車にはたらく斜面方向の力の 大きさを, ばねばかりで調べる。 ② 次の図のように, 台車に記録テープを とりつけ, 記録タイマーで台車が斜面 を下るようすを記録する。 10秒間に移動した距離〔C〕 15 記録タイマー 20 A [10] トクランプ 記録テープ 20 15- [10] m .... 0 0.1 0.2 0.3 0.40.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 時間 〔s] 時間 [s]

運動方程式の問題です。⑷です。 x=bt に代入して解いたのですが、なぜダメなのでしょうか？

10 運動方程式 ① 図のように、水平面からの傾斜角 が0のあらい斜面の下端A点に,質 量M 〔kg〕の物体を置いた。 この物 体を、初速度vo 〔m/s) で斜面に沿っ A てまっすぐ上方に打ち出した。 物体は斜面上を直線運動し, 点Bまで上がっ て止まった。 物体と斜面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさを g 〔m/s2) とする。 (I) 物体が斜面上を運動しているとき, 物体にはたらく動摩擦力の大きさは いくらか。 おける (2) 物体の加速度をa〔m/s2〕 (斜面に沿って上向きを正とする), 物体にはた らく動摩擦力の大きさをf'〔N〕 とするとき、斜面に沿って上方に運動して いるときの物体の運動方程式はどうなるか。芽の (3)物体が点Aから打ち出されてから点Bに到達するまでにかかった時間は いくらか。 (4) AB間の距離はいくらか。 M [[]]]]] 物理基礎 Vo B <北海道科学大〉

物理の物体の運動とエネルギーです。 摩擦力は大小で力の大きさが変わるだけで計算に変わりないのはなぜか教えてもらいたいです🙇‍♀️

2問とも答えと解き方の解説をしてほしいです！

23 74 粗い水平面上の物体の運動 ① 粗い水平面上を,点Oか ら滑らせた質量mの物体が距離だけ離れた点Aで止まっ た。 物体と床の間の動摩擦係数をμ'とし,重力加速度の大き さをgとする。 (1) 初速度の大きさを求めよ。 (2) 点Oから点Aに達するまでの時間を求めよ。 O 2 TECH らに U

問10の振動の中心が下にずれるのは何からわかりますか？

36 単振動 ③ 図のように、 エレベーターの天井にばね定数kの軽いばねの一端 を固定し、 他端に質量mの物体を取り付けた。 ばねの長さが自然長 のときの物体の位置を原点Oとし, 鉛直下向きに軸をとり、 エレ ベーター内の人から見た立場で, 物体の運動について考える。 重力 加速度の大きさをg とする。 〈福岡大・改〉 エレベーターが静止している場合について考える。 問1 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなす と、物体は静かに振動した。 振動の中心での物体の位置zとして正しいものを、 次の ①~④のうちから一つ選べ。 zo= ① mgk ② 3 2 の解答群 ① mgk mg k 問2 物体の位置がのとき, 物体にはたらく力をk, To, πで表したものとして正しい ものを、次の①~④のうちから一つ選べ｡ ①k (x+エ) 2 -k(x+xo) 3k(x-xo) 4-k(x-xo) 問3 問2のつねに振動の中心に向かう力を何というか。 正しいものを次の①~④のう ちから一つ選べ。 ① 慣性力 ②垂直抗力 ③復元力 ④ 重力 m(g-a) k 問4 このときの振動の周期は1, 振幅は 2 である。それぞれの答として正 しいものを、 次の解答群のなかから一つ選べ。 の解答群 02x√mk ② 2π√ ②mg ma=- 2mg k 3 t₁ = と書けるから, 小物体の運動は, [④ k ③2π√ m 2mg k 2π 1 Im @ = π√ k 2 次に、エレベーターが鉛直上向きの一定の加速度で上昇している場合について考える。 この加速度の大きさをaとする。 問5 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなすと, 物体は力のつり あいの位置を中心として鉛直方向に単振動した。 振動の中心での物体の位置とし て正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 = m(g+a) ① ② 2m(g+a) 3 k mg F=-kx+u'mg=-k(x-μ'mg) 小物体の加速度をaとすると, 小物体の運動方程式は, m 4 kx=μmg よって, In=y k 問2 小物体が座標xのとき, 小物体には水平方向にばねの弾性力と動摩擦力がはたら いているから, -kx Mo -k(エードm2) よって,a=-; k (x-μ'mg) m k _mgを中心とした角振動数 69 = I= k k mg 1 k 4 2Vm mg ~000000000000 の単振動 となる。 よって, 小物体を静かに放してから次に速度が0になるまでの時間は単振 動の周期の半分になるから, 36 問1 ② 問2④ 問3 [③] 問4 1:②2:② 問5 ② 問6 [④] 問7 ② 問8③ 問9② 問10 ⑦ より, To=22 □ k m(g+a) 解説 問1 物体が位置にあるとき物体には重力 mg, ばねの弾性力 kx がはたらく。 加速度をα とすると, 運動方程式は, ma=-kr+mg より, x+g=-- ･･････(i) 振動の中心では加速度 α が0となることから,物体はx=mgを中心 mg ......(ii) とする単振動をする。よって、 am pimg 0+ | Point 振動の中心(力のつりあいの位置) では、物体の加速度は0. 速度は最大。 問2 (ii)式より mg=kx であるから, 位置xのとき物体にはたらく力は, f=-kx+mg=-kx+kro=-k(x-xo) 問3 復元力。 物体に, 力のつりあいの位置からの変位 (x-x。) に比例した力がつねに 中心方向にはたらくとき, 物体は単振動をする。 問4 このときの角振動数を400, 周期をTとし, (i) 式を単振動の式 a=-2(x-xo) と比べて Wo=₁ Vm mg 第1章 力学 問6 物体の位置がxのとき, 物体の加速度をm, k, x, x1 を用いて表したものとして 正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 =(x+x₁) ③ -(x-x₁) @ -(x-x₁) [① =(x+x₁) ② kl m [① 問7 この単振動の角振動数として正しいものを、 次の①~④のうちから一つ選べ。 V k ② k V m m ③ /2k Vm 問8 エレベーターが静止している場合と比較すると, 周期は何倍になっているか｡ 正 しいものを次の①~④のうちから一つ選べ。 倍 01/0 31 42 問9 振幅として正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 m(g-a) m(g+a) 2m(g+a) ③ 4 k k 問10 振動の中心は, エレベーターが静止して いる場合と比べて距離 アだけ に ずれている。アとイに入れる式と 語の組合せとして正しいものを、 次の①~⑧ のうちから一つ選べ。 a₁=- m k ④2m A₁=n=" ......(iii) ① ② 問10問1 問5の結果より, X1 Xo = 3 4 ⑤ (6) 1) 8 _m(g+a)_me="k ma k m(g+a) ア mak ma 2k より、 α= = 1/² {x_m(g+a)} となるから、物体はx=m(g+α) (=z) を中心とする単振動 をする。 問6 ()式で! mota) として, k( (x-x₁)(iv) 772 問7 振動の中心を原点とするX軸をとると,X=ェーエ」 となり, (iv)式は, k 自然長の位置 (x=0) が振動の端点になる。 ma k k ma mak また, 物体を自然長の位置から静かにはなすと, 自然長の位置 (x=0) が振動の端点 になり, 振幅 A, は, Aozo- mg k ma 2k (i)式はαo=(x-xa) と書ける。 振動の中心を原点としてX軸をとる m と表せるから 単振動の式 α = ² X と比べると, 角振動数 (1) は, k an √ m 問8 このときの周期をTとすると, T=2x=2x、m=To ma k k ma と、X=ェェ。 と表され, X=0 を中心とする単振動の式はαo=wX となる。 問5 エレベーターの中で観測する人から見ると, 物体には慣性力 maがx軸正の向き (鉛直下向き) に見かけ上はたらく。 物体の 加速度をαとして運動方程式は, 1a ma=-kr+mg+ma @0₁ であるから1倍である。 問9 自然 (z=0) の位置から静かに放しているから, 振幅 A, は, m(g+a) k よって、振動の中心は距離だけ下にずれている。 イ 上 上 44 6000000000 下 下 Ima エ 下 下 8 37 問1 ③ 問2 ② 問6① 問7④ 問3② 問 4 ④ 問5② 問8 [③] 問9① 問10 ④ 解説 問1 おもりがx=0 (振動の中心) より左にあっても右にあっても, x=0 に向 第1章力学

(4)ってx。が0より大きくないと行けないのは分かるんですが、{mgsinθ-‪√‬（mgsinθ）²＋2mgkLsinθ}/kが負になるのはどうやったら分かりますか？

必修 基礎問 18 力学的エネルギー保存の法則 図のように,下端が固定されて自然な長さになって いるばね定数kの軽いばねが,傾きのなめらかな斜 面に沿って置かれている。 いま, ばねの端から斜面に 沿って距離Lだけ離れた点より, 質量mの小物体を 静かに放した。小物体の速さは,斜面を滑った後の小 物体がばねを xo だけ押し縮めたところで0となった。 重力加速度の大きさ をg として,以下の問いに答えよ。 (1) ばねに接触する直前の小物体の速さvo をL,0およびg を用いて表せ。 0 m (2) 小物体の速度が0となった瞬間のばねに蓄えられているエネルギーEk をxoおよびんを用いて表せ。 (3) 小物体を放した位置と, ばねがxだけ縮んだ位置における重力による 位置エネルギーの差Eを, L, 0, m, xo およびg を用いて表せ。 (4) ばねの縮み xo をk, L, 0, mおよびg を用いて表せ。 (山形大)

問2で赤線の引いてあるωの出し方を教えてほしいです

35 単振動 ② で肉 ばね定数kの軽いばねの一端に質量mの小物体を取り付け あらい水平面上に置き, ばねの他端を壁に取り付けた。 図のように軸をとり, ばねが自然の長さのときの小物 体の位置を原点とする。 ただし,重力加速度の大きさをg, 小物体と水平面の間の静 止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ'とする。 また, 小物体は軸方向にのみ運動するもの とする。 <2018年 本試〉 ① 問1 小物体を位置xで静かにはなしたとき, 小物体が静止したままであるような, 位 置xの最大値 CM を表す式として正しいものを、次の ① ~ ⑦ のうちから一つ選べ。 ICM= 20 μmg_ 2k μ'mg 2k ② 6 cat, μmg k [⑤ 18% 問2 次の文章中の空欄 μ'mg k 0 ・ 2μmg k 2μ'mg k ア ①~⑧のうちから一つ選べ。 A 問1のCM より右側で小物体を静かに はなすと, 小物体は動き始め、次に速度 が0となったのは時間が経過したと きであった。 この間に, 小物体にはたら 力の水平成分F は, 小物体の位置を とするとF=-k(x-ア と表さ れる。この力は, 小物体に位置 ア を中心とする単振動を生じさせる力と同 じである。 このことから, 時間は イとわかる。 m SA CH イ ] に入れる式の組合せとして正しいものを、次の DES 40 4 ⑤ ⑦ ア u'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg μ'mg k μ'mg k μ'mg k m √k m 2k k π√ m TA k 2π√ m m π T√k 2m k π T√ m k 27 √ ™ m 第1 章 力学

(１)の①、②よりの計算がわからないのと、(2)の解答の最後が分からないです わかる人教えてくださいm(_ _)m

enco ® AMPY 3255464 PLA-CLIP (38 由落下して地面に到達したときの速さと同じ。 37 発展 鉛直投げ上げと自由落下図のように,小物体 を水平面から垂直に打ち上げたところ, 小物体は速度が0 になった瞬間に2個の小物体 P Q に分裂した。 P, Qは 上下に分裂し, 分裂後の P, Q の速さは等しかった。 Pは 分裂後から時間 T後に水平面上に落下し, Qは分裂から 時間 2T後に水平面に落下した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 打ち上げられた物体が分裂したときの水平面からの高 さを求めよ。 (2) Q が到達した最高の高さは水平面からいくらか求めよ。 19 東京電機大 改 センサー 9 38 発展 斜方投射 図のように. 水平から60°の斜め 上方に小球を発射する装置がある。 小球を速さ”で鉛直 な壁面 ち出した。 小球は, 高さが最高点に QQ 分裂時の高さ 水平面 1 最高の高さ 水平面 3

問題文に出てくる数値は全て2桁なのに、（4）の答えは3桁なのはなぜですか？

例題 7★ 高さ40mのビルの屋上から, 水平方向と30°の角をなすように 斜め上方に向かって速さ20m/sで小石を投げた。 ただし, 重力加 速度の大きさを10m/s2とする (1) 小石の最高点の地面からの高さはい くらか｡ (2) 小石が地面に達するまでに何秒かか るか｡ (3) 小石が地面に当たるときの速度の方 向が,地面となす角0はいくらか。 (4) 小石はビルから何m離れた点に落ちるか。 (1) 最高点での速度の鉛直成分は0なので 02−(20sin 30°)²=-2 ×10×h :. h = 5 地面からの高さは5+40=45〔m〕 (2) 地面のy座標はy=-40なので -40=20sin30°xt - xt-1/23 - × 10 × t² 屋上を原点 0, 右向きにx軸, 上向きにy軸をとる。 投げた瞬間を時刻 0, 地面に達する時刻を 〔秒〕 とする 水平方向は等速直線運動, 鉛直方向は鉛直投げ上げの公式を用いる。 t=-2,4 t=-2は不適当なので, t=4 [s] (3)vx=20cos 30°=10√3[m/s] tan 0 = vy=20sin30°10×4=-30[m/s] |v₂| 30 Vx 10 3 -10% (4) Z=20cos 30°x4≒69.3〔m〕 =√3 = 40m 40- y (m) - 大20m/s 0秒 -19- 30° 1 物体の運動 20m/s 300 Th 2.0= 0=60° 10 m/s² t秒 Vyt →x (m) Vx 0³