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物理 高校生

・物理 2️⃣(2)の問題です 2枚目に載せた考え方で合ってますか?答えは合ってます。 よろしくお願いします🙇‍♀️

3 なめらかな半径r [m] の半球形のわんが水平に固定されている。質量M [kg] の小 「球Pと質量m[kg] (M> m) の小球Qを2rより長い軽くて伸びない糸で結び、図の ようにPを内側に入れて, わんのふちAに糸をかける。 重力加速度の大きさをg [m/s'] とし,Pの位置は球の中心を中心とした角∠AOP= 0[rad] で測るものとす る。以下の問1,問2のそれぞれの場合について答えよ。 ------- A MP 射 [1] (1) (S) Qm 問1 小球Pが0 π でQとつり合った。 この場合,Mとの間に成り立つ関係を 求めよ。また,わんからPに働く抗力の大きさをMとgで表せ。 問2 小球PをAのすぐ内側 (0=0)で静かに放すと、下方へ滑り出した。この場合 について,以下の問いに答えよ。 (1)放した直後に糸がPを引く力の大きさをM,m,gで表せ。 (2) 小球Pが最下点9匹を通過するために必要なMとmの間の条件を不等式 2 で表せ。 (3) 小球Pが図のように角8の点を通過するとき,Pの速さV [m/s] とQの速さ [m/s] の間に成り立つ関係を求めよ。 また, V を r, g, M, m, 0で表せ。( (4) 小球Pが00 [rad] の点で静止した。 cos- ecをMとで表せ。 ^ 0 とする。 COS 2

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数学 高校生

(2)の下線部はどういう変形なんですか、?教えてもらえると助かります!

2章 重要 例題 69 球面の方程式 (2) (1)次の方程式はどんな図形を表すか。 x2+y2+22+6x-3y+z+11=0 (2) 4点(0,0,0) (600) (04, 0, 0, 0, 8) を通る球面の中心の 座標と半径を求めよ。 CHART & SOLUTION 球面の方程式(x>0,A'+B'+C> 4D とする) p.122 基本事項 1 中心が (a, b, c) 半径がr(x-a)+(y-b)+(z-c)2=r2 2 一般形 x+y+22 + Ax + By +Cz+D=0 (1)(x-a2+(y-b)2+(z-c)2=r2の形に変形する。 (2)条件の4点の座標に0が多いから、2の一般形から求めるとよい。 そして, (1) のよう に変形する。 6 座標空間における図形, ベクトル方程式 (1) 与えられた式を変形すると (x+6x+3)+{y-3y+(1/2)}+{2+2+(1/2) (1)x,y,zの2次式をそ れぞれ平方完成する。 0= 3 =-11+32+| +32 +(1/2)+(1/2)2 ゆえに (x+3)+(2)+(z+/12)-(12/12) 平方完成の際に加えられ た定数項を右辺にも加え る。 したがって 中心(-3.1428-1/12) 半径 1/12 の球面 (2) 球面の方程式を x2+y2+22 +Ax+By+Cz+D = 0 と すると ②の方針。 ゆえに A=-6, B=-4,C=8 したがって, 球面の方程式は D = 0, 36+6A+D = 0, 16+4B+D = 0, 64-8C+D=04点のx座標, y 座標, Z座標をそれぞれ代入 する。 x2+y+z2-6x-4y+8z=0 これを変形して よって (x2-6x+32)+(y2-4y+22)+(z2+8z+42)=32+2+42 (x-3)2+(y-2)+(z+4)=(√29) ゆえに 中心の座標は (3, 2, -4), 半径は 29 inf. この問題の場合, 中 心の座標を (a, b, c) とし て,中心と4点の距離が等 しいことから求めてもよい。 PRACTICE 69 (1) 方程式 x2+y+z-x-4y+3z+4=0 はどんな図形を表すか。 (2)4点0(0,0,0), A(0, 2, 3),B(1, 0, 3), C(1,2,0) を通る球面の中心の座標 と半径を求めよ。 [(2) 類 九州大]

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数学 中学生

この大門の問2の答えは、3つあると思うのですが、(イ)を選択した場合の答えが調べても出てきません。私は 37√3/192 が答えだと思うのですが、合っていますか? 良かったら回答お願いします ちなみに2023年の都立青山高校の問題です

4 次の先生と生徒の会話文を読んで、あとの各問に答えよ。 ただし、 円周率はとする。 先生 「右の図1で, △ABC は, AB=2cm. BC=1cm. CA=√3cm 図1 の直角三角形です。 このABC を 直線ACを軸として1回転させてできる立体は どんな形でしょうか。」 生徒: 「はい。 円すいになります。」 先生:「そのとおりです。 では、その円すいの表面積を求めてください。」 B 生徒: 「解けました。 ① cm²になりました。」 先生 「正解です。 よくできました。 では、次の問題を見てください。」 【先生が示した問題1】 右の図2は、 図1において、 頂点CからABに垂線を引き、 ABとの交点をDとし、 点Dを通り辺BCに平行な直線を引き、 図2 ACとの交点をEとした場合を表している。 図2において、 四角形 DBCEを. 以下のア. (イ) ウの いずれか1つの直線を軸として1回転させてできる立体を考える。 軸とする直線) (イ) (ウ)のうちから1つ選び、 そのときにできる立体の体積を求めよ。 (ア 直線 DE (イ) 直線 EC ウ 直線 BC 生徒: 「どれを選んでもよいのですね。」 先生:「そうです。 その選んだもので求めてみてください。」 先生:「さて、半円を考えたとき、直径を含む直線を軸として 1回転させてできる立体は、球になりますね。 では、もう1つ問題を解いてみましょう」 【先生が示した問題2】 右の図3は、図1の三角形を、 直線ACを軸として 図3 1回転させてできる立体の中に, 中心が直線AC上にある 同じ大きさの球が2個含まれ、 上側の球は、 円すいの側面と下側の球に接しており、 下側の球は、上側の球と円すいの底面に接している 場合を表している。 このとき、球の半径を求めよ。 (問1) に当てはまる数を求めよ。 B 〔2〕 【先生が示した問題1】 において、 軸とする直線を(ア)(イ) (ウ)のうちから1つ選び. 解答欄に○を付けよ。 また、 そのときにできる立体の体積は何cmか。 ただし、答えだけでなく. 答えを求める過程が分かるように. 途中の式や計算なども書け。 また、合同な図形や相似な図形の性質を用いる場合は証明せずに用いてもよい。 〔3〕 【先生が示した問題2】 において、 球の半径は何cmか。

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