物理で自由研究の課題が出たのですが、テーマが全く思いつきません。どなたか案をお願いしますm(_ _)m 身の回りのもので、簡単に実験できるものをお願いします。

なぜ上向きに慣性力が働かないのでしょう？ 乗り物に乗ってる時に働くのではないのでしょうか？

B NY N Mg N こ等しい。問われているの

［C］の解説で、Bが右に動けばAが左に動くと分かるのは何故ですか？

応用間題 27.(斜面上の物体の運動と水平面上の台の運動) 図1のような、水平とのなす角がθのなめらかな斜 面となめらかな鍋直面からなる質量Mの台Aを考え, その斜面上に質量mの小物体Bを置く。この小物体 Bに軽くて伸びない糸の一端をつなぎ,それをこの斜 面の上端に固定された軽くてなめらかに回る滑車に通 し、そのもう一方の端に質量mの小物体Cをつないで,小物体Cを滑車から鉛直につり下げ たとき台Aの鉛直面に接するようにする。小物体Bと滑車の間の糸は斜面に平行に保たれ, さらに、小物体BとCはいずれも台Aの上端または下端に達しないとし,また,重力加速度 の大きさをgとおく。空気の影響はないものとして、 次の問いに答えよ。 [A) 図1のように,台Aを水平面上に固定し、小物体Bを斜面上に止めた状態から静かに はなすと、小物体BとCは動き始めた。このとき,次の問いに答えよ。 小物体Cは上昇するか、下降するか。 (2) 小物体Cの加速度の大きさを求めよ。 (3) 糸が小物体Bを引く力の大きさを求めよ。 1 7 図1 人 (4)糸が滑車を通して台Aを押す力の水平方向の成分の大きさを求めよ。 (B] 図2のように,台Aをなめらかな水平面上に置 き,それを水平に一定の力で引くことにより等加速 度運動させると,小物体Bが斜面上のある位置に止 まったままになった。このとき,次の問いに答えよ。 (1)台Aを引く力の向きは, 図2の矢印PとQのい T →Ne P 図2 ずれの向きか。 (2) 台Aの加速度の大きさを求めよ。 (3) 小物体Bが台Aから受ける抗力の大きさを求め B 0 台Aを引く力の大きさを求めよ。 [C)'台Aがなめらかな水平面上を自由に動くことが できるようにする。さらに,図3のように,小物体 Cの右側になめらかな鉛直の壁Dを台Aに固定し,小物体Cが台Aの鉛直面に接しながら 台Aに対し上下にのみなめらかに動くようにする。この状況で、小物体Bをその斜面上で 動かないように支え,かつ,台Aを水平面上で動かないように支える。この状態から、台 Aと小物体Bの支えを同時に静かに外すと,台Aおよび小物体BとCは動き始めた。台A に取りつけた壁Dからなる部分の質量はないものとして、次の問いに答えよ。 (1)台Aの加速度の大きさをQ, また,台Aに対して静止した(台Aとともに動く)観測者 から見たときに,小物体Cが鉛直方向に動く加速度の大きさを acとするとき, 加速度 D 図3 の大きさの比CをM, m, 0を用いて表せ。 aA [15 関西学院大) (2) ac をM, m, g, 0を用いて表せ。 N

力学・剛体の問題です。 (1),(2)は恐らくこれかな？という解を求めましたが、(3)以降が分かりません。

以下の問1, II に答えよ。 zA I. 質量m、半径r、厚さ、高さんの密度が一様な剛体とみなせる円 筒(図1)が、水平な床の上を初速度の大きさ 、初角速度の大きさ woで投げ出され、倒れずに滑っていく運動を考える。円筒底面の中 心を原点とし、円筒とともに移動する座標系のz, y, z 軸および偏角 9を図1のように定義する。y軸の正の向きは常に円筒の進行方向と する。偏角0の位置にある円筒底面が床から受ける単位面積あたり の垂直抗力の大きさ N(0) と動摩擦力の大きさ F(6) の間には、μを 動摩擦係数として比例関係 F(6) = μN(0) があるとする。 b 図1 重力加速度の大きさをgとし、重力はz軸の負の向きに働く。また,円筒の厚さ6は半径rよ り十分小さいとする。空気抵抗の影響は無視して、投げ出された円筒の運動に関する以下の問 いに答えよ。 まず、回転させないで円筒を投げ出す場合 (wo = 0) を考える。 (1) 投げ出した円筒の底面全体が受ける垂直抗力および動摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 投げ出した円筒が動摩擦力を受けて静止するまでの距離を求めよ。 (3) 円筒に働く慣性力による原点まわりのトルクの大きさを求めよ。 (4) 投げ出した円筒が床の上を滑っているとき、円筒底面に働く垂直抗力は一様ではない。円 筒の前方(0 =T/2付近)と後方 (0 = ーT/2付近)のどちらの垂直抗力が大きいか、理由と ともに答えよ。 以下では、円筒底面に働く単位面積あたりの垂直抗力の大きさが N(0) = a+ Bsin0 と表せる と仮定する。ここでa,Bは定数とする。 (5) 垂直抗力による原点まわりのトルクの大きさをa, 8, r, bのうち必要なものを用いて表せ。 (6) 円筒が倒れずに滑っていくための条件をん, r, uを用いて表せ。 次に、右回り(z軸の正の向きから見て時計回り)に回転させて円筒を投げ出す場合(wo 0) を 考える。 (7) この円筒のz軸まわりの慣性モーメント「および円筒とともに移動する座標系での投げ出 した直後の運動エネルギーを求めよ。 (8) 円筒底面に働く動摩擦力の0依存性により、円筒の軌道は曲がる。その曲がる向きを理由 とともに答えよ。

この[C]の場合、物体AとCの間には抗力がはたらかないのですか？

(3) 小物体Bが台Aから受ける抗力の大きさを求め よ。 (4) 台Aを引く力の大きさを求めよ。 (C] 台Aがなめらかな水平面上を自由に動くことが できるようにする。さらに,図3のように, 小物体 Cの右側になめらかな鉛直の壁Dを台Aに固定し,小物体Cが台Aの鉛直面に接しながら 台Aに対し上下にのみなめらかに動くようにする。 この状況で,小物体Bをその斜面上で 動かないように支え, かつ, 台Aを水平面上で動かないように支える。この状態から,台 Aと小物体Bの支えを同時に静かに外すと,台Aおよび小物体BとCは動き始めた。台A に取りつけた壁Dからなる部分の質量はないものとして, 次の間いに答えよ。 (1) 台Aの加速度の大きさを aA, また,台Aに対して静止した(台Aとともに動く)観測者 から見たときに,小物体Cが鉛直方向に動く加速度の大きさを acとするとき, 加速度 A 図3 ac の大きさの比 をM, m, 0を用いて表せ。 AA (2) ac を M, m, g, θを用いて表せ。 ー [15 関西学院大)

イについて3枚目のように考えたんですが、どこが間違ってますか？

]はすでに で与えられたものと同じものを表す。 次の文章を読んで, 口に適した式をそれぞれ記入せよ。なお、 単振動と保存則 80 第1章 カ学 例題 25 次の文章を読んで、 カ 長さ1の質量の無視できるゴムひもの両端 に,2つの小球AおよびBがついている。小 球AおよびBの直径は無視できるほど十分 小さく,質量はいずれも mとし、重力加速度 をgとする。また,このゴムひもは,引き伸ば された状態ではフックの法則に基づく復元力 が働くが,細くてやわらかいために,たるん だ状態では小球の運動を妨げないものとする。 図のように,天井の0点に小球Bを固定 時きりッか ( し,小球A を静かにつるしたとき,ゴムひもは 7/12 だけ伸びた。この ゴムひもが自然長1からェだけ引き伸ばされたとき,ゴムひもには(12 天井 位 0点 小球B 考え の基 ち消し 21 解 126小球A kを と 床 別 日 1/E mg|1)xの復元力が働く。 (1) 小球Aを小球Bと同じ位置Oまで持ち上げ, 小球Bを固定した まま小球Aのみをそのまま自由落下させた。このとき, 落下する小 球Aが到達する最下端の位置は, 天井からイだけ下方となる。 小球Aはイコの位置から, ゴムひもの復元力 運動をはじめる。その上昇運動において,小球 Aは天井から1の位 置を速さハコで通過するが, その瞬間に、天井のO点で固定して いた小球Bを静かに解放した。その件 ロ]によって上昇 |の位置で缶み

解き方が分からないです！ 至急教えてください

傾角0のなめらかな三角台があり,床に対して水平右向きに大きさaの 加速度で運動している。床との接点 A から斜面に沿って距離 1のB点に質 量mの小球を置いて静かに放したところ, 小球は斜面をすべり始めた。重力 加速度の大きさをgとする。 0 A 左向き:ma (1) 三角台とともに運動する観測者の立場で,小球にはたらく慣性力の向きと大きさを求めよ。 (2) 小球が三角台から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 (3) 三角台とともに運動する観測者には, 小球が斜面上を斜面に沿ってすべり下りているように見える。 この加速度の大きさを求めよ。 (4) 小球が B点を出発してから A点に達するまでの時間を求めよ。 (5) 小球が A点に達する直前の,三角台に対する小球の速さを求めよ。

上の摩擦力がどうして前向きに働くかわかりません。 電車で慣性力と摩擦力が逆だから？とかしたの摩擦力の反作用だからみたいなこと考えたけど全然しっくりきません。教えてください。よろしくお願いします。

ぎで台車を動かすと, 物体は斜面から離れず, 斜面から受け こ。糸の張力の大きさと加速度の大きさを求めよ。 081%30 動図のように, 水平な床の 物体 質量 0.60kg の板が重ねて置 は摩擦はなく, 板と物体との 動摩擦係数は0.25である。 を9.8m/s° とする。 具献の の力で引いたとき, 物体は板の上をすべらず, 板と一体と 板の加速度の大きさはいくらか。虫 天 の間の摩擦力の大きさはいくらか。 力Fを次第に大きくしていったところ, ある大きさ F。を 上をすべり出した。Foの値はいくらか。(W) 出す直前の板の速さは1.5m/sであった。物体が板の上 カFの大きさをFoに保った。 出してから 2.0秒後(物体は板の上にある)の, 板に対する また, この間の床に対する物体の移動距離はいくらか。 0.40 kg|) F 板 0.60 kg 床 エ

２つのつり合いの式のTの消し方が分かりません

円運動 伸びをr[m]とすると, = kx m r 3.01 ー=Dkx (0.24-0. 20) 0.24 よって, 0.50×- ゆえに,k=471.8…キ4.7×10°[(N/m] 120 (1) 重力,張力 (2) 2g (3 rニ VL 解説(2) 糸の張力の大きさをT, 糸が鉛 直線となす角をθとすると, この とき0=60°である。おもりにはた らく張力の水平成分が向心力になり, 鉛直成分は重力とつり合うから, mro?=Tsin60° Tcos60°- mg =0 が成り立つ。この2式より, Tを消 去して、 i0 ATcose T Ex 0。 Tsin@ mg -x,3= 2g g 2 tan 60° = ×/ V3 L 2 の =, VL VL-2 (3) cos0 = を用いて、 L SS00 る TxL- ×- L 000) = mg な運動

この問題なんですけど、この解き方が違う理由を教えてください🙏 因みに答えはF=(M+2m)gだそうです。 この答えになる理由はわかります。

23 慣性力 69 23 慣性力 東度 質量 Mの直方体Aが水平面上に置 かれている。Aの上に置かれた質量 m の物体Bに糸をつけ水平に張って 軽い滑車にかけ, その先端に質量m の物体Cをつり下げる。 そして, A に水平右向きの力Fを加えて動かす。 摩擦はどこにもなく, 重力加速度を B F A ん 方 gとする。 (1) B,CがAに対して動かないようにしたい。Fを求めよ。 (2) 全体が静止した状態から, Aをgの加速度で動かす。 はじめ水 平面から高さんにあったCが水平面に達するまでの時間をを求めよ。 また,この場合のFを求めよ。 楽 と (横浜国大+東工大) Level(1) ★ (2) ★★ の Point & Hint (1) 全体を「一体化」して運動方程式を立てたい。すると, 慣 性力によるつり合いに入れる。 (2) Aに対しては, BとCは同じ大きさの加速度で動くことがポイント。 Fを求め るとき,Aに働く水平方向のカで見落としやすい力がある。 要注意! 司 D。 LECTURE (1) 全体がひとまとまりになって動いているので, 加速度を aとすると, 運 動方程式は (M+m+m)a=F 慣性力 ma B To A上の人が見ると, BとCは静止し ている。張力をToとすると, 力のつり 合いより To C Cの慣性力もあるが Sくいまは関係ないので 図ではカット。 B: ma = To mg C: To = mg 3) TYOO A