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物理 高校生

N=0なのはなんでですか?N=0だと離れてしまっている

POWE 図のような傾斜軌道を下り, 半径rの円形のレール を滑走する台車について考える。台車の質量をm、重 力加速度の大きさをgとし, 台車は質点として扱い, 台車とレールとの間の摩擦を無視する。 (1) 台車の出発点Aの高さをんとし, レールの円形 部分の頂点をCとする。 ∠COB が0となる点Bで, レールが台車におよぼす力の大きさNを求めよ。 (2) 台車が点Cを通過するための, 出発点の高さんの最小値ん。 を求めよ。 指針 (1) 力学的エネルギー保存の法則 を用いて, 点Bでの速さを求め, 台車の半径方 向の運動方程式を立てる。 (2) (1) の結果を利用する。 点CでN≧0であれ ば、台車は点Cを通過できる。 すなわち,高さ ん。 から出発したとき, 点CでN=0 となる。 解説 (1) 点Bの高さ は,図から,r(1+cose) と 表される。 点Bでの速さを ひとし, 水平面を基準の高 さとして, AとBとで, カ 学的エネルギー保存の法則 を用いると, mgh= -mv²+mgr (1+cose) ... ① 地上から見ると,点Bにおいて台車が受ける力 は,重力,垂直抗力である。 重力の半径方向の 成分の大きさは mg coseであり, 半径方向の rcoso IN B mg mg cose 運動方程式は, 02 m r N= OO A img cos0+N... ② 式 ① ② から”を消去し, Nを求めると, mg (2h-2r-3r cos0) r 0= 発展問題 212, 213,214 0 mg r A (2) 点Cでの垂直抗力Nは, (1) のN00 を 代入した値で表される。 また, 求める高さん。 は, 点Cで N = 0 になるときの値である。 (1) の結 果から, (2ho-5r) Q Poin 《Point h=5r/2のとき, 点Cで台車の速 さが0となるわけではなく, ん。 は, 力学的エネ ルギー保存の法則だけでは求められない。 N = 0 となるとき, 台車は, 点Cで重力を向心 力とする円運動をしている。 B 5 =r

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数学 高校生

この問題について教えて頂きたいです

2以下 にマークせよ。 ただし、 根号の中に現れる自然数は最小となる形で答えること. (1) 地上からある物体を初速度 40m/秒で真上に打ち上げる。 物体が空中にあるとき、x秒後の物体 の高さをyとすると次の関係式が成り立つものとする。 y=40x-5r² 次の問いに答えよ。 25 に.次の数値(0~9) の中から適するものを選んで解答用紙の所定欄 (物体を真上に打ち上げた3秒後の物体の高さは 1 (日) 物体の高さが50mにあるのは, 物体を真上に打ち上げた () 真上に打ち上げられた物体が空中にあるときのxの値の範囲は 11 16 + (iv) 物体が打ち上げられ,地上に落下するときまでにかかる時間は 7 秒 (vi) 物体の高さが40m以上, 50m以下であるようなxの値の範囲は 15 2- 2 m (v) 物体の高さが最も高くなるときは真上に打ち上げた 8 秒後で,その高さは 9 10 m (2) 次の問いに答えよ. 12 13 Sxs 14 3 17 SIS 18 + 19 20 5 + 次の3つの2次方程式 x² + 2x + 2² + 4-1=0 ….. ① x² +ar+a=0 ---2 x-2ax+4=0 ③ について ① ② ③ がすべて実数解をもたない定数aの値の範囲は 21 + 22 <a< 23 6 秒後 (3) 1辺の長さが4の正方形 ABCD について辺AB, 辺BC, 辺CD上 (ただし両端を含む) にそれ ぞれ点 E, F, Gをとり, AE- BF = CG とする。 このとき, △EFGの面積は AEBF =CG= 24 の場合に最小値 25 をとる.

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