静止摩擦力＜最大静止摩擦力が成り立たないといけない理由？自分でも調べたりしたんですけどあんまりわからなくてわかりやすく教えて欲しいです😭😭

[解説] 102 第1章 力学 55 回転円板上の小物体のテーマ - 等速円運動に必要な力 ( 向心力) 静止摩擦力のはたらく向き (1) 小物体にはたらく摩擦力は,等速円運 動の向心力なので、大きさはmrω'で, 向きは円の中心向きである。・・・答 小物体が等速円運動するためには、 小物体に対して、常に中心に向くカ をおよぼす必要がある。 この力が向 心力であり、本問の場合, 静止摩擦 (2)小物体が円板上を滑らないためには 静止摩擦力≦最大静止摩擦力 →限界の 力がこの力に相当する。 (向心力) が成り立っていればよい。 したがって mr w²≤μmg ここで,ω=(一定) での範囲を聞か れているので rs- mg 2 答 向心力 |速度 Itnic W (3)(2)と同様に考えて mr w² ≤μ mg ここで,(3)ではr= (一定) でωの範 囲を聞かれているので 仮に, 小物体に向心力がはたらいてい ないとすると, 小物体は速度の向きに 進んでしまい、等速円運動できなくな るよ。 μg w r 物体を円 まさかだけ させるのに不 小物体が滑らないということは,小物体には たらく静止摩擦力が最大静止摩擦力μNに 至っていないということだね。 56 円すい振り子のテーマ → 速度にがり出す • 向心力を用いた運動方程式による解法 遠心力を用いた力のつり合いによる解法 糸の張力の大きさをS, おもりの速さ を”とする。

225番（2）はAsinωtではダメなのですか？

(カ) (キ) 等速円運動の回転角に相 各式は、初期位相が0の場合を示している。したがって、 初期位 相が6のとき、時刻 t における位相は wt+0 となる。 225. 単振動の式 運動の射 の 60 360 W 解答 (1) 2 [rad/s] (2) x=Asin2πft 〔m〕 (3)=2f Acos2ft[m/s] (4) 2πfA [m/s] (5) 4A (m/s²] 単振動における変位の式は、 初期位相が0のとき, 角振動数を ● とすると,「x=Asinwt」 と表される。 また, 振幅をAとすると 速さ の最大値は 「v=Aw」, 加速度の大きさの最大値は 「a=Aω^」 となる。 解説 (1) 角振動数 [rad/s] は, 周期 T [s] を用いて, w= =2と表 T T = される。 「-1」の関係を用いると, 22〔rad/s] W= (2) 原点を正の向きに通過する時刻をt=0とし ており、初期位相は 0 である(図)。 求めるxの 式は(1)の x=0.50mで また、物 6.0sで単 トグラフは 単振動 30 (1) ◎角振 には、 をする で、F 振動 ある。う。 説 I ○初期位 W= と、変位の

中3物理(イ)➁はどうしてdじゃなくてｃなのでしょうか？

問2 図1のように,斜面と水平面がなめらかに接続されており,注射器(5) の本体が図1の位置に固定されている装置を用意した。 斜面上の点Pに中 鉄球を置いて静かに手をはなしたところ, 鉄球は斜面から水平面上へと 運動した後, 注射器のピストンに衝突し、 少しだけ押し込んで静止した。 注射器のピストンを押し込む量に注目して, 条件を変えて実験を行った。 この実験とその結果について, 次の各問いに答えなさい。 土間中) この実験とその結果について,次の各 (ア) 図1の点Pから鉄球をはなした場合よりも, ピストンを大きく押し 込むことができるものを,次の①~⑤の中からすべて選び, その番号を 答えなさい。 ① 同じ鉄球を,図2の点Qから静かにはなす。 注射器 ピストン、 本体 もとの斜面 間 T ② 質量の小さい鉄球を、 図2の点Qから静かにはなす。番 図2 ③同じ鉄球を、 図2の点Sから静かにはなす。 ④同じ鉄球を、 図2の点Tから静かにはなす。 ⑤同じ鉄球を, 図2の点Tから斜面にそって下方向に勢いをつけてはなす。 (イ) (ア)の①~④について、 鉄球をはなしてから ピストンに衝突する直前までの, 時間と速さの 関係を示すグラフを図3のa~dからそれぞ れ一つずつ選び, その記号を答えなさい。 なお, 図4の破線は点Pからはなした場合を示して いる。また, 同じ記号を何度も使ってよい。 速さ 0 ① 同じ鉄球を、図2の点Qから静かにはなす。 0 ② 質量の小さい鉄球を、図2の点Qから静かにはなす。 図3 P 10 速さ 0 時間 0 時間 図 4 問 ③同じ鉄球を, 図2の点Sから静かにはなす。 ④ 同じ鉄球を, 図2の点Tから静かにはなす。

黄色線のところはどっから出てきたのですか？

25 © T # 2mg Į IN Eng T Ai 4m*A = -T-F Bi (" 4m-0 = N'-N-T-4mg YA=0 mö p = T 4/12 =0 N-mg 2mic = F Ci 2m 7-2mg

（7）についてで、この問題で解答では右の写真のように図的に考えているのですが、この図の加速度が速度だったら成り立つのは納得できるのですが、加速度でも成り立つのがなぜかわからないです。教えてください。お願いします。

水平な床に傾角8の斜面をもつ y 質量 M の三角柱 Qを置き, 斜面上に PM 質量mの小物体Pをのせて静かに放 ↓g すと,両者は動き出した。 摩擦はど こにもなく,重力加速度を g とする。 0 x っち PがQから受ける垂直抗力の大きさ Nを求めてみよう。 まず,Qの加速度の大きさを A とすると, Q の運 動方程式は,Nを用いて (1) と表される。そして、この後は次の 2つの方法 I, II が考えられる。 I. 慣性力を用いて考える。 P について成り立つ武 (2) をつくり (1)と連立させることによりN を求めると, N = (3 となる。さら 「こっちにはQが床から受ける垂直抗力の大きさもR= (4) とm,M, 9 0gで表される。 Ⅱ. 静止系で考える。Pの加速度の水平成分を ax, 鉛直成分をay と して(図のxyの向きを正とする) 各方向でのPの運動方程式を つくると,Nを用いて (5) と (6) となる。 この場合, 未知 数が,N, A, ax, αy と4つあるので, 1), (5),(6)では解けない。 そこ で,PがQの斜面に沿って滑ることに着目して, A, ax, ay, 0 の間の 関係式 をつくる。こうして連立方程式が解けることになる。 (法政大+ 筑波大+大阪大)

答えはエなのですが、なぜイではないのでしょうか？動いている物体に慣性が働く時、速さは一定なのではないのですか？

実験 1 ① 図のように, 水平で十分に長い台の上に, 記録テープを通した1秒間に50打点する記録タ イマーを固定し、記録テープの一端を台車にとりつけた。台車が動かないように手で支えながら、 おもりをつけた糸を台車につなぎ、 つないだ糸を滑車にかけた。 図 I 記録テープ 台車 記録タイマー JO 糸 滑車 おもり 113 床

エの問題について質問で、答えは④なのですが、コイルが運動する場合でも、単位面積当たりの磁束の変化量から誘電起電力がわかると思ったので①が正解と思ったのですがなぜ違うのですか？？

I の解答群 ① コイルが運動する場合でも棒磁石が運動する場合でも,コイルに生じる。 一起電力は自由電子が磁場から受ける力, あるいは,ファラデーの電 導の法則のどちらでも説明できる。 止してい ② コイルが運動する場合でも棒磁石が運動する場合でも,コイルに生じる 起電力はファラデーの電磁誘導の法則では説明できず, 自由電子が から受ける力によって説明される。 ③ 棒磁石が運動する場合はコイルが運動する場合とは異なり、コイルに生 じる起電力は自由電子が磁場から受ける力によっては説明できず,71 ラデーの電磁誘導の法則によって説明される。 ④ コイルが運動する場合は棒磁石が運動する場合とは異なり、 コイルに生 磁場から受ける力によって説明される。 じる起電力はファラデーの電磁誘導の法則では説明できず, 自由電子が

答えは区間5なのですがなぜですか？

図14 記録タイマー ーテープ 水平な床・ 一台車 -斜面

合っていますか？ 5台車が斜面を下っている時の速さの増え方が小さくなっているから。

令和6年改題 1 図1のように, 水平な床の上に斜面をつくり、斜面の上に台車を置く。 台車には, テープをつけ, 1秒間 台車は斜面を下り, 水平な床の上を進んだ。 図2は、 このときの台車の運動を記録したテープを, a 点から、 50回打点する記録タイマーに通して, 台車の運動を記録できるようにする。 台車を静かにはなしたところ、 打点ごとに区間1~8 と区切ったようすの一部を表した模式図である。ただし、斜面と床はなめらかにつなが ていて、テーブの質量は無視でき、 空気の抵抗や摩擦はないものとする。 区間 : 5 理由:斜面では速さの増え方が一定だが、 速さの増え方が小さくなったから。 図 記録タイマー テーブ 台車 水平な床 7 ・斜面 図3 16.5] 16.1 13.5 〒 10.5 テーブ 7.5 [cm] 図2 区間1 区間2 区間3 区間 4 4.5 0 1 12 34 5 6 78 区間 図3は、区間1~8 の各区間のテープの長さを表したものである。 図3をもとにして、台車が水平な床に到 したときの区間を. 区間1~8の中から1つ選び、 数字で答えなさい。 また、そのように判断した理由を 台車が斜面を下っているときの, 速さの増え方に関連付けて、簡単に書きなさい。

(3)のVベクトルと、OPベクトルが垂直なことの証明は理解できたのですが、加速度がOPベクトルと平行であることの証明がよく分かりません。 なぜ、-π^2をOPベクトルに掛け算して加速度が出てくるのでしょうか、、。 この問題のポイント、解き方を教えてください。よろしくお願... 続きを読む

題 89 表される た,加速 RAHO 基 例題 等速円運動 点Pは,原点Oを中心とする半径rの円周上を等速円運動している。 点Pが点 A(r, [①] 0) を出発してt秒後の位置の座標を (x, y), そのときの動径 OP と x軸 とのなす角をtとする。 (1) x, y をt で表せ。 (3) (2)Pの速度,加速度とそれらの大きさを求めよ。 Pの速度はOP と垂直, 加速度はOP と平行であることを示せ。 CHART GUIDE 等速円運動 円周上を運動する点Pの速さが一定である円運動。 右の図において, 動径 OP が毎秒 (ラジアン)だけ 回転するとき, 時刻 t におけるPの位置の座標を (x,y), OP がx軸の正の向きとのなす角を とすると x=rcose,y=rsin0, 0=wt 本間は、 の場合である。 2 y T P(x,y) wt A 0 TX 155 召 答 (1)x=rcosat, y=rsinat dx (2)(1) から == arsinat, dt =πrcos πt dt (2)位置(x,y) d²x また == mrcosat, d²y h= dx 速度 dy dt2 -=-π²rsinлt dt dt dt2 よって 5章 18 速度と加速度 速度=(-πrsinzt, arcosat)(加速度 加速度 a=(-arcosat, πrsinnt) |v|=√(-πrsinzt)2+(πrcoszt)' =πr 速度の大きさ 加速度の大きさ =√rcosat)+(-πrsinnt)'='r (3) OP= (rcosπt,rsinxt) で, TOP = 0 から OP YA ひ したがって,速度は OP と垂直で ある。また, 0 a=-²(rcosлt, rsinлt) =-л²OP 100g -r から,加速度àは OP と平行である。 081 t P(x,y) dxdy dt² dt² (3) a=(a1, a2), (by, b2)のとき a±à·b=0 a ba=kb を利用する。 atyat A r (kは実数) 加速度αは原点Oに向か うベクトルであり,大きさ は線分 OP の長さに比例す る。 nia-Tanie (S)