高校物理 円運動 円錐振り子に関する質問です。 画像のような円錐振り子を角速度ωで、棒と垂直な滑らかな水平面上を等速円運動させているという設定です。 問題の途中で、「小球Pの角速度をゆっくり大きくしていったところ、やがて小球Pは水平面を離れ、その後糸が棒となす角がφ(φ>... 続きを読む

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1問目の答え合わせがしたいです。 教えて頂けたら幸いです！

【相対運動】 ただし,重力加速度をg (=9.81m/s²) とする. 問1 図1のような時計回りに角速度で回転している大円板の上に,さらに回転することができ る小円板がつけられている. 小円板はモーターのスイッチを入れることで回転させることができる. モーターのスイッチを入れて, 小円板を大円板に対して時計回りにの角速度で回転させた. 図の 位置に来たときの, P点の加速度 αx, ay を求めよ. 問2 対気速度 230km/h の小形飛行機が, 東へ機首を向けて飛ぶと北へ 15° 経路が傾き, 南へ機首を 向けると西へ 17°経路が傾く. 風の方向と風速を求めよ. 問3 西暦 23XX年、人類は巨大な円筒状のスペースコロニーを宇宙空間に建設し生活している. コ ロニーは一定の角速度で回転しており, 内壁部では地上と同じ重力加速度が発生している. ここで生 まれた太郎君は,自分の住んでいるコロニーの半径が知りたくなり,以下の実験を行った. 実験 : 床に目印を描き,そこから真上1mの高さからビー玉を落とす. 実験の結果, ビー玉はコリオリカのため、床の目印から1.60cm ずれて着地した. このコロニーの 半径を求めよ. 問4 問3の太郎君が, ボールを真上に投げたところ, ちょうど4秒後に地上に落ちてきた.このと き, ボールの落下地点はコリオリ力により、 投げた場所とずれていた. 何m ずれているか求めよ. ただし, コロニーの半径はボールを投げ上げた高さに比べて十分に大きく, 風や空気抵抗などの影響 はないものとする. 問5 図2のような半径上に溝を掘った円板がある. いま, 時刻 0おいて,この円板の中心から外側 に向かって, ある物体が溝の上を一定の速度Vで移動し始め,また, 円板も止まった状態から一定 の角加速度αで回転し始めたとき, この物体の加速度 ar, aeを時間の関数として求めよ. 問6 図3のように半径3000mのカーブを時速270km/h の一定速度で走っている列車がある. この 列車の座席に座っているA君が, 幅 1m のテーブルを出して, その上に小球を置いたところ, 静かに 転がり始めた.このとき, t秒後の方向および, 方向の速度をtの関数として求めよ. 図 1 図 2 3000m A君 _270km/h 1 図 3 点O 進行方向 1m A君 テーブル

物理の問題です。 解説してもらいたいのですが、なぜ積分をするのですか？高校物理取ってなくて分からないところだらけなのです。解説お願いします。

[1] 図のように、斜面方向下向きにX軸 (単位:m) をとり,傾斜角0 (単位: rad) の斜面上の最下点からの距離 (単位:m) 最下点を通る基準水平面か らの高さん (単位:m) に原点Oをとる。 半径R (単位:m), 質量M (単位: kg) の剛体球が,時刻 t0Bに点Oから初速0m/sで降下する。 重力加速度 の大きさを(単位:m/') とし, この運動において、力学的エネルギー保存則 が成り立つものとする。 このとき, (1)~(6)に答えよ。 X 剛体球 h まず,剛体球と斜面との間の摩擦が無視できる場合について考える。 (1) 剛体球と斜面との間の摩擦が無視できて、剛体球が回転することなく滑って斜面上を降下するとき、この剛体球の並進運動 の運動方程式を書け。 (4) 斜面上を滑ることなく転がる剛体球の角速度の大きさ : w= であることを説明せよ。 次に, 球と斜面との間の摩擦が無視できない場合について考える。 剛体球と斜面との間の摩擦が無視できないとき,剛体球は 滑ることなく転がって斜面上を降下した。 1=MR² -MR2 であることを示せ。 (2) 半径R (単位:m) 質量M (単位:kg) の剛体球の慣性モーメントⅠ (単位:kg'm') が, I = ただし, 半径r (単位:m), 質量m (単位:kg) の薄い球殻の慣性モーメントが -mr² (単位:kg・m) であること, 半径r (単位:m) の球の表面積が 4πr2 (単位:m') であり、体積が -TTT" (単位:m) であることを、 それぞれ用いてよい。 3 4 3 (3) 剛体球が点Oで静止している状態からの剛体球の質量中心Cの周りの回転角をゆ (単位 : rad) とする。 剛体球と斜面との間 の摩擦力の大きさを F (単位:N) として,この剛体球の運動方程式を並進運動と回転運動に分けてそれぞれ書け。 de のとき、この剛体球の斜面方向の速さ : v=Rw (単位:m/s) dt (5) (3)の並進運動の運動方程式と回転運動の運動方程式を連立して, この剛体球の斜面方向の並進運動の加速度の大きさが gsin0 (単位:m/s) で与えられることを示せ。 5 (6) この剛体球が斜面上を滑ることなく転がるとき, 最下点におけるこの剛体球の斜面方向の並進運動の速さ V(単位:m/s) が V = -gh (単位:m/s) で与えられることを示せ。 10 7

全てわかりません お願いします

38.2.00kgのボール2つが細い竿の両端につけられてる。 竿の長さは50.0cm であり、 質量は無視できるとする。 竿は中心を通る水平軸の回りに鉛直面内を自由に回転できるようになっている。 竿は始め水平になっていたが、 50.0g の湿ったパテの塊が速さ 3.00m/sでボールに落ちはりついた ( (a) パテの塊が衝突した直後、 系の角速度はいくらになったか。 (b) 衝突後の系の運動エネルギーは衝突前の運動エネルギーの何倍か。 (c) 瞬間的に止まるまでに系はどれだけ回転するか。 50g=0.05kg. 2kg 回転軸 50cm 0.25m 11993 3 m/s. 2kg. (a)

この問題で、＋‪αの(3)で 惑星の公転周期Tを求めよ。 がわからないです。T=2π√r^3/GM までは なんとなくですがわかりました。

AS H102 MER Set 12 256 万有引力とケプラーの法則 質量mの惑星が,質量 M M の太陽を中心とした半径rの円軌道上を,角速度 ωで等速円運 動しているとする。 万有引力定数をG とする。 AMD (1) 惑星について運動方程式をつくれ。 (2) 惑星の公転周期をTとして T'=kr3 (k : 定数) と表すとき, こんを求めよ。 2 例題 67 ヒント (1) 円運動の向心力は, 惑星と太陽との間にはたらく万有引力である。 9 惑星 m 太陽 M r

助けてください〜。 この問題答えが6番なのですが、解説を読んでもよく分からなくて、、 導体棒の抵抗Rは考えなくて良いのですか？ また、導体棒の抵抗は普通に抵抗が他にあると考えて扱って良いのでしょうか？ 困ってます。。

III 図のように、磁束密度の大きさがBの一様磁場が鉛直上向きに存在する空間において, 点0 を中心とする半径aの円形導線を水平に設置する。 点0円形導線は抵抗値の電気抵抗を介 して導線で接続されており, スイッチSを閉じれば電気抵抗は自己インダクタンスLのコイル と並列に接続できるようになっている。 はじめスイッチSは開いており, コイルについては, スイッチS側の端子を点C, 円形導線側の端子を点Dとする。 いま, 長さaの導体棒を点0と 円形導線に接するように置き, 電気的絶縁を保ちながら導体棒に外力を加えて点を中心に一 定の角速度で回転させる。 導体棒は細く質量は無視でき, 電気抵抗はRである。 円形導線と その他の導線, コイルの電気抵抗は無視できるものとし、 導体棒は円形導線の上を摩擦なく回転 するものとする。 次の各問いについて, それぞれの解答群の中から最も適切なものを一つ選び、 解答欄の数字にマー クしなさい。 円形導線 コイル L C S D スイッチ 導体棒 電気抵抗 ア P

(5)からわかりません、、 誰か教えてください🙏💦

27 以下の文章の空欄を求めよ。 図に示すように、xy平面上の原点Oを中心とする半径の円周上を物体が反 時計回りに角速度 で等速円運動している。 物体の質量をmとし, 物体に働 く向心力の大きさをFとする。 また、物体Pに働く向心力以外の力は考えないも のとする。 時刻t=0 において物体Pの位置は図の点A(r, 0) であった。 時刻において、物体Pは初めて点Bに到達した。 物体Pの描く弧ABの長さ (1) と表されるので、物体Pの速さは、 物体P (2) と表される。 また, の速度の向きは円の接線方向を向くので、時刻における物体Pの速度の成分 I as (3) 成分は(4) となる。 x Jj 時刻における物体Pの加速度の成分をaとすると, 向心力Fを用いて 向の運動方程式は、 mas (5) と表されるが, 時刻における物体Pのx座標 (7) のば (6) となることを用いると方向の運動は、ばね定数k= ねにつながれた水平ばね振り子の単振動と全く同じであることが分かる。 この単振 動の周期が円運動の周期と一致することから, F (S) (8) が得られる。 24 (x,y)) B 物体P A(r, 0)* ( 青山学院大学)

この問題の解き方を教えて欲しいです。線速度と角速度に関するものです。

Daviu L activ 4. Lawn Mower Blade Problem In order for a lawn mower blade (Figure 4-4f) to cut grass, it must strike the grass with a speed of at least 900 in/s. If the innermost part of the cutting edge is 6 in. from the center of the blade, how many radians per second must the blade turn? How many revolutions per minute is this? b. The blade has a diameter of 19 in. If the out- ermost tip of the blade hits a rock while turn- ing as in part (a), how fast could the rock be hurled from the mower? T6" 4 19" 6.

写真の赤枠の説明の理由がわかりません。 解説おねがいします。 (もしよければ図などのイラストがあると助かります…)

74* 磁束密度Bの磁場中で、 面積 S の N 巻コイ ルを磁場に垂直な軸のまわりに,角速度で 回転させる。 コイル面が磁場に垂直になったと きの時刻を0とすると時刻の磁束と 誘導起電力 Vを求めよ (微分を用いてよい)。 図2のようにSを生かし, コイル面に垂 直な磁束密度の成分 B cos wt を用いて もよい｡ ファラデーの法則より 40 4t V=-N- Nao dt =NBSw sin wt... ① == はじめのうちは 磁束が減少してい くから, a が高電 位側となる。 上の 結果は, b に対するaの電位を表してい ることになる。 コイルが180°回るまでaが高電位 (V> 0), それ以後は a が低電位 (V<0) となることを図を描いて確かめてみると 勉強になる。 式とはありがたいもので, ①ですべてが表されている。 なお,この問題は交流起電力の発生方 法を扱っている。 a 減 V N 76 a B S

4の問題でこのようにしてはいけない理由をお願いします🙇‍♀️

2 /図のように, 半径の細い円形リングが鉛直面内にある。 その頂点を A. 最下 点をBとする。 このリングに, 小さな穴の開いた質量mの小球Pを通し, リン グに沿って運動できるようにした。 リングの中心を0とし.鉛直下方から測っ たPの角度を0とする。 重力加速度の大きさをgとして,以下の問いに答えな さい。ただし,小球Pとリングの間の摩擦は無視できるものとする。 また、必 要があれば三角関数に関する次の公式および近似式を用いてよい。 なお, 角度は ラジアンを単位として表す。 sin (a + β) = sin a cos β + cos a sin B cos (a + β) = cos a cos β - sin a sin β lal < 1 のとき, sin α = α, cosa ≒ 1 A O B 図 はじめ、リングは固定されていた。 リング mg. mrw² = mg case, ing gcasOr W mrw² = [ar] W √ geaso, r 問1 リングの接線方向の小球Pの加速度をaとし, 8が増加する向きを加速 度の正の向きとする。 リングの接線方向の小球Pの運動方程式を, m,g, を,g,r, 0, のうち必要な記号を用いて表しなさい。 次に,リングを一定の角速度」 で軸AB のまわりに回転させた。 小球Pの位 置を調節したところ,ある角度=0(0<0, 1)を保った。 問5 小球Pがもつ力学的エネルギーをm,g,r, 0, のうち必要な記号を用