問10の振動の中心が下にずれるのは何からわかりますか？

36 単振動 ③ 図のように、 エレベーターの天井にばね定数kの軽いばねの一端 を固定し、 他端に質量mの物体を取り付けた。 ばねの長さが自然長 のときの物体の位置を原点Oとし, 鉛直下向きに軸をとり、 エレ ベーター内の人から見た立場で, 物体の運動について考える。 重力 加速度の大きさをg とする。 〈福岡大・改〉 エレベーターが静止している場合について考える。 問1 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなす と、物体は静かに振動した。 振動の中心での物体の位置zとして正しいものを、 次の ①~④のうちから一つ選べ。 zo= ① mgk ② 3 2 の解答群 ① mgk mg k 問2 物体の位置がのとき, 物体にはたらく力をk, To, πで表したものとして正しい ものを、次の①~④のうちから一つ選べ｡ ①k (x+エ) 2 -k(x+xo) 3k(x-xo) 4-k(x-xo) 問3 問2のつねに振動の中心に向かう力を何というか。 正しいものを次の①~④のう ちから一つ選べ。 ① 慣性力 ②垂直抗力 ③復元力 ④ 重力 m(g-a) k 問4 このときの振動の周期は1, 振幅は 2 である。それぞれの答として正 しいものを、 次の解答群のなかから一つ選べ。 の解答群 02x√mk ② 2π√ ②mg ma=- 2mg k 3 t₁ = と書けるから, 小物体の運動は, [④ k ③2π√ m 2mg k 2π 1 Im @ = π√ k 2 次に、エレベーターが鉛直上向きの一定の加速度で上昇している場合について考える。 この加速度の大きさをaとする。 問5 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなすと, 物体は力のつり あいの位置を中心として鉛直方向に単振動した。 振動の中心での物体の位置とし て正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 = m(g+a) ① ② 2m(g+a) 3 k mg F=-kx+u'mg=-k(x-μ'mg) 小物体の加速度をaとすると, 小物体の運動方程式は, m 4 kx=μmg よって, In=y k 問2 小物体が座標xのとき, 小物体には水平方向にばねの弾性力と動摩擦力がはたら いているから, -kx Mo -k(エードm2) よって,a=-; k (x-μ'mg) m k _mgを中心とした角振動数 69 = I= k k mg 1 k 4 2Vm mg ~000000000000 の単振動 となる。 よって, 小物体を静かに放してから次に速度が0になるまでの時間は単振 動の周期の半分になるから, 36 問1 ② 問2④ 問3 [③] 問4 1:②2:② 問5 ② 問6 [④] 問7 ② 問8③ 問9② 問10 ⑦ より, To=22 □ k m(g+a) 解説 問1 物体が位置にあるとき物体には重力 mg, ばねの弾性力 kx がはたらく。 加速度をα とすると, 運動方程式は, ma=-kr+mg より, x+g=-- ･･････(i) 振動の中心では加速度 α が0となることから,物体はx=mgを中心 mg ......(ii) とする単振動をする。よって、 am pimg 0+ | Point 振動の中心(力のつりあいの位置) では、物体の加速度は0. 速度は最大。 問2 (ii)式より mg=kx であるから, 位置xのとき物体にはたらく力は, f=-kx+mg=-kx+kro=-k(x-xo) 問3 復元力。 物体に, 力のつりあいの位置からの変位 (x-x。) に比例した力がつねに 中心方向にはたらくとき, 物体は単振動をする。 問4 このときの角振動数を400, 周期をTとし, (i) 式を単振動の式 a=-2(x-xo) と比べて Wo=₁ Vm mg 第1章 力学 問6 物体の位置がxのとき, 物体の加速度をm, k, x, x1 を用いて表したものとして 正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 =(x+x₁) ③ -(x-x₁) @ -(x-x₁) [① =(x+x₁) ② kl m [① 問7 この単振動の角振動数として正しいものを、 次の①~④のうちから一つ選べ。 V k ② k V m m ③ /2k Vm 問8 エレベーターが静止している場合と比較すると, 周期は何倍になっているか｡ 正 しいものを次の①~④のうちから一つ選べ。 倍 01/0 31 42 問9 振幅として正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 m(g-a) m(g+a) 2m(g+a) ③ 4 k k 問10 振動の中心は, エレベーターが静止して いる場合と比べて距離 アだけ に ずれている。アとイに入れる式と 語の組合せとして正しいものを、 次の①~⑧ のうちから一つ選べ。 a₁=- m k ④2m A₁=n=" ......(iii) ① ② 問10問1 問5の結果より, X1 Xo = 3 4 ⑤ (6) 1) 8 _m(g+a)_me="k ma k m(g+a) ア mak ma 2k より、 α= = 1/² {x_m(g+a)} となるから、物体はx=m(g+α) (=z) を中心とする単振動 をする。 問6 ()式で! mota) として, k( (x-x₁)(iv) 772 問7 振動の中心を原点とするX軸をとると,X=ェーエ」 となり, (iv)式は, k 自然長の位置 (x=0) が振動の端点になる。 ma k k ma mak また, 物体を自然長の位置から静かにはなすと, 自然長の位置 (x=0) が振動の端点 になり, 振幅 A, は, Aozo- mg k ma 2k (i)式はαo=(x-xa) と書ける。 振動の中心を原点としてX軸をとる m と表せるから 単振動の式 α = ² X と比べると, 角振動数 (1) は, k an √ m 問8 このときの周期をTとすると, T=2x=2x、m=To ma k k ma と、X=ェェ。 と表され, X=0 を中心とする単振動の式はαo=wX となる。 問5 エレベーターの中で観測する人から見ると, 物体には慣性力 maがx軸正の向き (鉛直下向き) に見かけ上はたらく。 物体の 加速度をαとして運動方程式は, 1a ma=-kr+mg+ma @0₁ であるから1倍である。 問9 自然 (z=0) の位置から静かに放しているから, 振幅 A, は, m(g+a) k よって、振動の中心は距離だけ下にずれている。 イ 上 上 44 6000000000 下 下 Ima エ 下 下 8 37 問1 ③ 問2 ② 問6① 問7④ 問3② 問 4 ④ 問5② 問8 [③] 問9① 問10 ④ 解説 問1 おもりがx=0 (振動の中心) より左にあっても右にあっても, x=0 に向 第1章力学

(3)の解き方がわかりません。答えはウです。💦

5. 次の文章を読み、以下の問いに答えよ。 表1はDNAを構成する4種類の塩基の数の割合を測定した結果である。 また、表2はコイ、ニワトリ、ウシ の細胞1個当たりのDNA量を測定した結果である。 表1 DNAを構成する塩基数の割合(%) 2 細胞1個当たりのDNA量〔ピコグラム (10-12g)) A T G C コイ ニワトリ ウシ 7.05 3.3 7.15 トリ結核菌 15.5 14.3 大腸菌 コムギ サケ ヒト 5.90 36.4 33.8 25.7 22.8 24.7 23.6 26.0 27.4 27.1 22.7 29.7 29.1 20.8 20.4 30.9 29,4 19.9 19.8 イ 7.2×10° 肝臓 すい臓 腎臓 赤血球 精子 mm - ウ 1.2 × 1010 3.5 1.6 (1) 表1の結果から考えられることを説明文A~Cの中からすべて選べ。 A 生物種が異なってもおおむねA:T=1:1、G:C=1:1である。 B DNA分子は1本の鎖の中でAとT､ GとCが隣り合って結合している。 C 生物種が異なるとDNAに含まれる塩基の構成比は異なる。 (2) ヒトの体細胞のDNAをつなぎ合わせるとその直線距離はおよそ2mになるといわれている。 染色体1本あ たりのDNAの平均の長さとして最も適切なものを、次のア~カの中から選べ。 なおヒトは1個の体細胞の核の 中に 46本の染色体をもつ。 2.66 2.61 2.28 2.58 1.25 力 8.7cm ア 4.3μm イ 8.7μm ウ 4.3pm オ 4.3cm エ 8.7mm (3) 二重らせん構造をもつ DNAはヌクレオチド 10 対で一回転し、 一回転したときの長さは3.4×10-9mであ る。ヒトの体細胞1個当たりのヌクレオチドはおよそ何個あると考えられるか。 最も適切なものを次のア~オの 中から1つ選べ。 ア 4.0×10° 3.42 I 2.4×1012 46 オ 6.0×1023 X:2

a,b,c全部分からないので教えてください🥲🙏🏻

7 次の式は,光学顕微鏡と電子顕微鏡の分解能のおよその大きさを表してい る。( に適する数値を入れよ。 光学顕微鏡の分解能 : 0.2μm=(a) mm 電子顕微鏡の分解能 : 0.2mm = (b) μm = (c) mm

①Aが右方向に動いたらなぜ、動摩擦力μNが左方向に動くのですか？ ②なぜ、作用反作用の法則を使うのですか？

図4-14のようになめらかな水平 面上に質量Mの台車が静止して いる。台車の上面は水平で, その上に質 量mの小物体が速度ですべり込んで きた。 小物体は台車の上面から動摩擦力 を受けて減速し、 逆に台車は小物体から 動摩擦力を受けて動きはじめた。やがて 時間のあと、小物体と台車は一体とな って,速度Vで等速度運動するようになった。 小物体と台車との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさを して、以下の問に答えよ。 (1) 時間を求めよ。 (2) 速度Vを求めよ。 2 橋元流で 解く! この問題は典型的な入試問題ですね。 正しく問題文を理解する ことがポイントとなってきます。 ここで「物理はイメージ」だということを思い出してくださ い。たんなる図や絵じゃなくて, 「そこでどんなことが起こっているか」 をイメージできることがポイントとなります。 「ああ、こういうことにな ってこんなことが起こったんだ･･･」という具合にね。 問題文で、「やがて時間Tのあと, 小物体と台車は一体となって、速度 Vで等速度運動するようになった」とありますが、なぜ一体となったので しょうか? イメージをする練習を しましょう。 準備 図4-15 (a)のように台車 Bとその上に小物体Aがあります。 台車Bは静止しています。 小物体A が速度ですべり込んできたとしま す。 ここでどんなことが起こるで しょうか? m 静止 小物体と台車が一体となる m M M Vo 図4-15 (a) B

問2で赤線の引いてあるωの出し方を教えてほしいです

35 単振動 ② で肉 ばね定数kの軽いばねの一端に質量mの小物体を取り付け あらい水平面上に置き, ばねの他端を壁に取り付けた。 図のように軸をとり, ばねが自然の長さのときの小物 体の位置を原点とする。 ただし,重力加速度の大きさをg, 小物体と水平面の間の静 止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ'とする。 また, 小物体は軸方向にのみ運動するもの とする。 <2018年 本試〉 ① 問1 小物体を位置xで静かにはなしたとき, 小物体が静止したままであるような, 位 置xの最大値 CM を表す式として正しいものを、次の ① ~ ⑦ のうちから一つ選べ。 ICM= 20 μmg_ 2k μ'mg 2k ② 6 cat, μmg k [⑤ 18% 問2 次の文章中の空欄 μ'mg k 0 ・ 2μmg k 2μ'mg k ア ①~⑧のうちから一つ選べ。 A 問1のCM より右側で小物体を静かに はなすと, 小物体は動き始め、次に速度 が0となったのは時間が経過したと きであった。 この間に, 小物体にはたら 力の水平成分F は, 小物体の位置を とするとF=-k(x-ア と表さ れる。この力は, 小物体に位置 ア を中心とする単振動を生じさせる力と同 じである。 このことから, 時間は イとわかる。 m SA CH イ ] に入れる式の組合せとして正しいものを、次の DES 40 4 ⑤ ⑦ ア u'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg μ'mg k μ'mg k μ'mg k m √k m 2k k π√ m TA k 2π√ m m π T√k 2m k π T√ m k 27 √ ™ m 第1 章 力学

物理の問題です。 四角2の問題で、解説に青線を引いたところをなぜ掛けるのか教えてください。 F＝μNではないのでしょうか？ よろしくお願いします。

問2 次の文章中の空欄 AJU それぞれの直後の SAUSAR EST 重力加速度の大きさをgとする。 2 図2(a)のように,ばね定数がんの軽いばねの一端を壁に固定し、他端に質 量mの小物体を取り付け, あらい水平面上に置く。ばねを自然長からdだけ 伸ばした点Pで小物体を静かに放すと左向きに動き出し, 図2 (b)のように, ばねが自然長から d' 縮んだ点 Q で小物体はいったん静止した。これより,小 k(d — d') 2mg ① 物体と水平面の間の動摩擦係数は 2 ZE O (a) 3 |に入れる式と数値として正しいものを, で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 ただし, 振動の周期の 3 ② (b) . 80000 mmmmmmmmm k(d+d') 2mg かる。また,点Pから点 Q までの運動は単振動の一部であり, その時間は単 01/2 ① 8 1 4 1 2 自然長 倍である。 ES.0 Q 図 2 k(d— d') mg 第3回 d 10000000000 880 であることが分 $1.00 P

青字のとこでmrw²＝μmgの方程式が成り立つのですか??解説お願いします🙏図があると嬉しいです

基本例題12 下図のように,回転台の上に質量 100gの物体 A を回転軸から 5.0cm の位置に置く。 回転台の角速 度を大きくしていくと, 物体が滑り始めた。 このときの角速度を求めよ。 また、質量 200gの物体 B に代えて同じように回転させたとき, 滑り始める角速度はいくらか。 ただし,物体 A, B ともに回転台の表面との静止摩擦係数は 0.010,重力加速度の大きさは 9.8m/s2とする。 0₂ A 解答 使う考え公式 → ing K 速度: ひ== → 5.0cm: 200g 1100g 角速度: w= 回転数と同期:f=1/ re 大 0 27 2-² T² = 2πf [had /s] fre (Fo) 1 mg 最大摩擦力 Fo=MN=umgを向心力とする。 jui 100g Fo=MN=μmg 向心力 F = 2mrwi=yxmg F=mrui = μmg Mag w = √2²²² = 1.4 w= M F = 0.010.9.8 0,050 =1.4 rad/s Q₁400/20 向心加速度:a=&w=rw= 向心力:F=ma=mra=mi r +

①3-12でも分かるようLsinθとありますが、なぜ、Lcosθとならないのでしょうか？またなぜ、Lがついているのですか？ ②線で②と引いたなんですが、線で①と引いた所と矛盾していませんか？線で①と引いた所は垂直抗力は働いていないと言っているのに対し、②では斜面に垂直な釣り... 続きを読む

外力がする仕事を確認しよう! 1 水平と0の角をなす粗い斜 面上の点Aに質量mの小 物体を静かに置いたところ, 小物 体は斜面をすべり出しはじめた。 点Aから距離Lだけ下の斜面上の 点Bを通過する瞬間の小物体の速 さはいくらか。ただし,重力加速 度の大きさをg, 小物体と斜面の 間の動摩擦係数を｣とする。 のしてい 準備 重力の位置エネ ルギーの基準点を点Bの高 におきます。 基準点の選 び方は自由ですが,できるだけ計算が 簡単で間違いのない選びかたとしては, これが一番よいでしょう。 END 点Aの点Bに対する高さは,図 13-12からわかるようにL sin 0です。 そこで,点Aで小物体がもつ重力の 位置エネルギーUは, 橋元流で 解く! B m となります。 可演自 4 <sidcosではないのか B m 白内 mg 図3-11 A そこで,点Aにおける小物体の全力学的エネルギーE』は, Ex = 0 + Us = mgL sin 0...... ① m A 図3-12 m LsinO お上しているか相エネルギーはしてい (せい U₁ = mgL sin 0 てエー となります。 点Aでは小物体は静止していますから、運動エネルギーはQ です。 基準点 次に小物体が点Bを通過する瞬間の速さをBとします。 点Bでの位置エネルギーは0ですから, 点Bで小物体がもつ全力学的エ

⑩、⑪の求め方を教えてください。 ⑩Mgs、⑪umgsが答えです。 ⑩は位置エネルギーmghの公式から求めると思ったのですが、sが変位ではなく糸の張力を表しているのでよく分からないです… ⑩だけでも構いませんのでお願いします🙌🏻

26 『摩擦で失う力学的エネルギー』 次の文を完成させるように,( 12-13:2 の中には数式を入れよ。 Ming )の中に語句を、 質量mの物体Aと質量Mの物体Bを軽くて伸びない糸で結 び, 図のように,Aはなめらかでない水平台 (Aと水平台との間 の動摩擦係数はμ の上に置き, B はなめらかに動く小さな滑車 Cを通してつり下げたところ,Bは落下し始めた。 AとBとが失 う力学的エネルギーを求めてみよう。 AとBの加速度の大きさを②重力加速度の大ささをg (①) の大きさをSとすれば ②=S-μmg, Ma= ③ がなりた つ。 ここで第1式および第2式は, それぞれAおよびBの (④) とよばれる。これらの式から S を消去すると α = ⑤ が得られるから, B が静止状態から距 M-μm Mg 離sだけ落下したときの速さを”とすれば, ⑥=2. ･gs となる。 したがって, A M+m とBが得た ( ⑦ ) Kは,K= ⑧で与えられる。一方,Bが失った (⑨) Uは,U= ⑩0 であるから, 差し引きしてAとBが失った力学的エネルギーE は, E = ⑩1 となる。これは, Aが摩擦力にさからってした (⑩) に等しい。 14 mg 2 C B S

誘電起電力と電池の電流の向きって逆って聞いた気がするんですけどそんなことないんですか？

123 (1) 流れる電流 I は, オームの法則よりI=E/R であり(Lは動いていな いので単なる導線) 電磁力Fは右向き (a→b の向き)で (2)Lが動き出すことからFは最大摩擦力μMgより大きい。 EBL EBLMg R <MgR (3) 等速度だから力のつり合いより ... ... 'Mg = I. Bl キルヒホッフの法則より Evo Bl=RI Vo = Io =" 'Mg Bl EB-μ'MgR B²1² C μl R E BO F = IBI = Io ++ 動摩擦力 EBI R Vo voBl 電磁力 距離)であり,単位時間 (1s間)にはvo[m] (4) 「 重 に相 125