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物理 高校生

(2)の解説のSsinθ=mgtanθはどこから来たのでしょうか。また、円運動の半径がLsinθになるのも全くわかりません。どなたか助けてください。

C/ 基本例題29 円錐振り子 わかんない 基本問題 解説動画 第Ⅱ章 力学Ⅱ 図のように,長さLの糸の一端を固定し,他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を 0, 重力加速度の大きさをgとして 次の各問に答えよ。 (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 00 m(Lsine) w²=mg tane w= 円 g L cose 2π L cose =2π 周期 Tは, T=- (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか 地上で静止した観測者には, おもり |指針 は重力と糸の張力を受け,これらの合力を向心力 として,水平面内で等速円運動をするように見え ある。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ (1)では,鉛直方向の力のつりあいの式(2) では円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。なお,円運動の半径はLsinである。 解説 m 別解 stic (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, 10 L Scost S (2) おもりとともに 円運動をする観測者の にはSの水平成分 ・ と遠心力がつりあっ てみえる。 力のつり あいの式を立てると LA m (L sine) w² S +0. Ssin0=mg tan mg 0 Scoso-mg=0 Ssine mg mg S= coso (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0=mgtan0 が向 心力となる。 運動方程式 「mrw²=F」から, (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m(L sine) w²-mgtan0=003 (1) Point 向心力は、重力や摩擦力のような力の 種類を表す名称でなく,円運動を生じさせる原 因となる力の総称で、常に円の中心を向く。 4

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数学 高校生

解説お願いします。 右ページの『キ』が答えは⑨なのですが、解説には『キ』は答えのみしか載っていなくて、なぜ⑨になるのか分からないので、途中式含めて教えていただきたいですです。 よろしくお願いします。

(注)この科目には、選択問題があります。 数学Ⅱ, 数学 B 数学C 015779 第1問 (必答問題) (配点 15 ) (1) 次の問題Aについて考えよう。 (i) p>0のときは, 加法定理 cos(e-α)= cose cosa + sino sin α を用いると y = sin0 +pcoso= キ cos(e-α) と表すことができる。 ただし, αは 試作問題 数学Ⅱ・B・C ケ 問題A関数y = sin 8 + vscose (0≧≦)の最大値を求めよ。 sin α = COS α = 0<α< キ キ TI √3 を満たすものとする。 このとき, yは0= コ で最大値 sin/ = , COS 2 ア TT ア = 1/ り立つ。 であるから, 三角関数の合成により g=2sin(a+1/4) サをとる。 2 π y= イ | sin 0 + ア 2 (ii) p<0 のとき, yは0= で最大値 ス をとる。 T と変形できる。 よって, yは0= で最大値 I をとる。 キ ケ サ ス の解答群 (同じものを繰り返し選 ウ んでもよい。) (2)pを定数とし、次の問題Bについて考えよう。 問題B 関数 y= sin0 +pcose (O≦es/z/)の最大値を求めよ。 にく (i) p=0 のとき,yは0= で最大値 をとる。 オ (数学Ⅱ 数学 B. 数学C第1問は次ページに続く。) -2- 0 -1 1 -p P ④ 1-P 1+P ⑥-p² ⑦ p2 1-p2 1+p2 @ (1-p)² (1+p)2 コ シ の解答群 (同じものを繰り返し選んでもよい。 ) 0 ①a -3-

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