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物理 高校生

円運動についてです。 方針の欄に、非慣性系で考えると力が釣り合っているように見える、とありますが慣性系で考えても力は釣り合っていますか? また、こういった問題において慣性系で考えるか非慣性系で考えるか判断するコツなどありますでしょうか? 御回答よろしくお願い致します。

発展例題19 円錐容器内の運動 Z軸を中心軸とする頂角20の円錐状の容器がある。 容器の内 側に質量mの小球があり, 容器の底にある小さな穴を通して, 質 量Mのおもりと糸で結ばれている。 小球は, 穴から円錐の側面に 沿って距離Lの位置を保ち、 容器内のなめらかな斜面上を速さひ で等速円運動しており, おもりは静止している。 糸と容器との間 に摩擦はなく,重力加速度の大きさをg とする。 小球の速さひ を. m, M, L, 0,g を用いて表せ。 指針 小球とともに回転する観測者には, 距離Lが一定なので, 小球は,重力,糸の張力, 垂直抗力,遠心力を受けて, 力がつりあって静止 しているように見える。 円錐の側面に沿った方向 の力のつりあいの式を立てる。 なお,静止した観 測者には,小球は重力, 糸の張力, 垂直抗力を受 けて,等速円運動をするように見える。 (筑波大) 発展問題 218 223 ZA L 0 Vo m M 002 m -sin0 L sine Mg である。 円運動の半径 垂直抗力 はLsind なので,遠心力 の大きさはmv^2/(Line) となる。円錐の側面に沿っ た方向の力のつりあいから, Mg 002 m Lsine sine 002 0 m L sine mg mg coso ・mg cos0-Mg=0 (M+mcos0)g 解説 小球とともに回転する観測者を基準 に考えると, 小球には図のような力がはたらく。 糸の張力は,おもりが受ける力のつりあいから, Vo= √ L m

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数学 高校生

f(x)は連続な関数 と何故書いてあるのですか?

重要 例題 152 置換積分法を利用した定積分の等式の証明 f(x) は連続な関数, αは正の定数とする。 (1) 等式 Sof(x)dx=Sof(a-x)dx を証明せよ。 ex (2)(1)の等式を利用して,定積分 Sox fea-xdx を求めよ。 基本 148 重要 153 指針 (1) a-x=t とおくと、置換積分法により証明できる。 なお,定積分の値は積分変数 の文字に無関係である。すなわち Sof(x)dx = Sof(t)dtに注意。 (2) f(x)=- ex extea-x とすると,f(a-x)= ea-x ea-xtex でありf(x)+f(a-x) = 1 このことと (1) の等式を利用して方程式を作る。 (1) α-x=t とおくと x=a-t 解答 ゆえに dx=-dt x と tの対応は右のようになる。 x 0 →a t a → 0 f(x)dx=(左辺) total a (2)=Sox とし,f(x)=afeとする。(1)の ex e a-x dx よって (右辺)=Sof(a-x)dx=Sof(t) (-dt)=Sos(t)dt-S' f(x)dx ると ex =Sf(x)dx B定積分の値は積分 ex 変数の文字に無関係。 extea-x 等式 Sof(x)dx=Sof(a-x)dx から I=Sf(a-x)dx また f(x)+f(a-x)=- ex ea-x (1)(2)の問題 結果の利用 + extea-x ea-x+ex ゆえに f(x)+f(a-x)=1 よって Sof(x)dx+S,s(a-x)dx=Sdx extea-x extea-x ·=1 <fidx は Sdx と書く。 ゆえに I+I=a したがって a ◄Sdx= [x]=a ペアを考えて利用する 検討(2)の解答では,(1)で示した等式Şf(x)dx=S。f(a-x)dx と関係式f(x)+f(a-x)=1の 力を借りて, 求めにくいf(x)=- ex ex+ea-x の定積分を求めた。このように,f(x) だけでは 扱いにくくても,f(x) f(a-x) のペアを作ると扱いやすくなる場合があることを覚え ておくとよい。 練習 (1) 演

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理科 中学生

(4)が分かりません 解説よろしくお願いします🙇‍♀️

ガイド 中の イから 1- 実駅 と考 イ. 157 電流と熱量 次の実験Ⅰ、Ⅱについて、あとの問いに答えなさい。 〈実験I〉 右の図1のような装置を用いて、 電熱線Pに電流を 流したときの、水の上昇温度を調べる実験をした。 まず、 発 泡ポリスチレンのカップの中に95gの水を入れ、 室温 20.5℃ と同じになるまで放置しておいた。 次に、スイッチを入れて、 電熱線Pに 4.0V の電圧を加え、水をときどきかき混ぜながら、 5分間電流を流し、電流の大きさと水温を測定した。 次に、 電熱線Pに加える電圧を8.0V, 12.0V に変え、 同じように実 験をした。 下の表1は、 実験の結果をまとめたものである。 (1) この実験を行うために、カップの中に水を入れたところ、 表1 水温が室温に比べてかなり低かった。 この場合、 カップの水を放置して、 水温と室温が同じになっ てから実験を行わなければ、 電熱線の発熱によ る水の上昇温度を正確に測定できない。 それは [ なぜか。 その理由を簡単に書け 図 1 電源装置 温度計 水 スイッチ 電圧計 発泡ポリスチ レンのカップ 電熱線 Q 電流計 電熱線P ポリスチレンの板 発泡 電熱線Pに加える電圧[V] 電熱線Pに流れる電流 [A] 5分後の水温 [℃] 4.0 8.0 120 0.5 10 15 21.5 24.5 29.5 重要 (2) 電熱線Pの抵抗は何Ωか。 〈実験Ⅱ> 図1の装置で電熱線Pを電熱線Qにと りかえて、 実験Iと同じように実験をした。 右 の表2は、実験の結果をまとめたものである。 (3) 電熱線 Q に 4.0V の電圧を加え、5分間電流を流 したとき、 電熱電Qが消費した電力量は何か。 表2 電熱線Qに加える電圧[V] 電熱線Qに流れる電流 [A] 5分後の水温 [℃] 4.0 8.0 12.0 1.0 2.0 3.0 22.5 28.5 38.5 [ (4) 次の文は、実験Ⅰ、Ⅱにおいて、電熱線に流れた電流と、水の上昇温度について述べようとした ものである。文中の2つの それぞれ選び、記号で答えよ。 また、文中の )内にあてはまる言葉を、 ア~ウから1つ、エカから1つ、 [内にあてはまる数値を書け。 記号 [ ][ ] 数値 [ 電熱線に電流を流す時間と加えた電圧の大きさが同じであるとき、 電熱線の抵抗が小さけれ ば、流れる電流の値は (ア. 大きくなる イ. 変わらない ウ. 小さくなる)ため、 水の上昇 温度は (工. 大きくなる オ. 変わらない力. 小さくなる)。 また、 電熱線Q に 6.0V の電 圧を加え、 5分間電流を流したとき、 5分後の水温は (5) 実験Ⅰで用いた電熱線P と、 実験Ⅱで用いた電熱線 Qを 用いて、 右の図2のように、 電熱線Pと電熱線Qをつなぎ、 それぞれの発泡ポリスチレンのカップの中に、 水95gを 入れ、室温と同じになるまで放置しておいた。 その後、ス イッチを入れて、水をときどきかき混ぜながら、5分間電 流を流した。 このとき電圧計は12.0V を示していた。 次の 文は、実験Ⅰ、Ⅱの結果から考えて、スイッチを入れてか ら5分後の電熱線Pによる水の上昇温度と、 電熱線 Q に よる水の上昇温度について述べようとしたものである。 文 ■ ℃になると考えられる。 図2 電源装置 スイッチ + 電熱線P 電熱線Q adad 電圧計 電流計 158 静電

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