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物理 高校生

2番のアについて F1=F0のときfが最大摩擦力になるのは何故ですか? 自分で消しゴムと本でやってみたんですけど、一体になっているからと言って静止摩擦が最大とは限らないんじゃないかと思いました。 引く大きさが最大の時よりも小さくても、一体になってますし、どういうことなのでし... 続きを読む

16 20* 基 滑らかな水平面上に質量 M, 長さLの板を置く。 板の上 面はあらい水平面で, 右端に質量 mの小物体Pが置かれている。 重力加速度をg とする。 板 M -L Pam 力 意 数 (1) 板に一定の大きさの力F を水平右向きに加え続けたところ, Pと 板は一体となって運動した。 42 20 力学 17 (1) (ア) P と板の一体化の見方により, 運動方程式は (m+M)a=F ... ① F a=. m+M (イ) Pだけに注目する。Pは板から静止摩擦力を受 けるが、Pの加速度が右向きだから, fも右向きと 決まる (ma=Fよりこの向きはの向き)。 あ るいは,Pは板によって右に「引きずられて」 動い ているという考え方でもよい。 P の運動方程式は ma=f...②.f=ma= すべりがなけれ 静止摩擦力 av YA Fi (ア) 板の加速度αを求めよ。 (イ)Pが板から受けている摩擦力の大きさfを求めよ。 (2) 板とPを静止させ, 板にFよりも大きい一定の力 F2 を水平右向き に加え続けたところ, 板は運動し, Pは板の上をすべり続けた。Pと 板の間の静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ' とする。 (ア) Pが板上ですべるためには F2 はある値F。 より大きくなければな らない。 F を求めよ。 (イ) F2 の力を加えているときの板の加速度 A を求めよ。 (ウ) Pが板の左端に達するまでの時間を求めよ。 m m+MF 別解 板に注目する。 板はPから反作用 (赤矢印) を左向きに受ける。 そこで, 板の運動方程式は MaF-f ... ③ ③ 接触があれば 作用反作用に注意 この式に(ア)で求めたα を代入すればfが求められる。 初めから②と③の 連立 (未知数はα と f)で解いてもよい。 ②+③ = ① の関係がある。 つまり、各 部分について正しければ、全体についての式が自然に得られる。 (2)ア) F=F。 のとき, fは最大摩擦力μmg になるから,上の結果より Fo=μ (m+M)g m Fo=μmg m+M (イ)Pは板に対して左へ滑るから、動摩擦力 (神奈川大 + 玉川大 + 鹿児島大) a= 30 4] エネルギー保存則 MA=F2-μ'mg f' =μ'mg を右向きに受ける。 板はその反作用 (赤矢印)を左向きに受けるので、板の運動方程式 は F-'mg A= M 力学的エネルギー保存則 (ウ)Pの加速度を α とすると 運動エネルギー 1/12m+ 位置エネルギー = 一定 ※ 実用上は摩擦がないとき用いられる。 ma' =μ'mg F2 ⇒A やはり板はP を右へ引きずる a='g 板に対するPの相対加速度は 位置エネルギーとしては,重力の位置エネルギー mgh a=α-A=F2-μ' (m+M)g M Pは板に対して初速0で左へ動くから,ここで左向きを正に切り換えると 2L 2 ML =v=VF-μ(m+M)g やばねの弾性エネルギー 1/12hx などがある。 エネルギー保存則 摩擦がある場合は, 摩擦熱という熱エネルギーを考えれば よい。 摩擦熱 = 動摩擦力 × 滑った距離 I=1/2lalt 右向きを正として続けるなら, Pの座標xがx=-Lとなることに注意し, 12/2立する。 なお、一般にμであり、F>Fo=μ(m+M)g>μ'(m+M)g よりα <0と なっている。 40x

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理科 中学生

(3)を教えて欲しいです。つり合うのなら浮力は0.7では無いのですか、、??🤔

2 ばねを使って、物体の浮力を調べる実験を行った。次の問いに答えなさい。ただし、質量 100gの物体にはたらく重力の大きさをINとする。 [実験] 図1のように、ばねの一端をスタンドからつるし、もう 一方の端に1個の質量が20gの分銅を静かにつけ、つり合った位 でのばねののびを測定した。その後、分の数を変えて実験を くり返した。 表1はその結果をまとめたものである。 表1 つるした分銅の質量[g] 0 20 40 60 80 100 ばねののび [cm] 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 このばねに、高さ4cmの金属製の量が無視で きる糸でつるして、 ばねの一端にとりつけ, ばねののび を測定したところ、 3.5cmのびてつり合った。 図 2 図1 UNIT < 大分県 > 5 物理編 ばねののびから浮力を求める問題 ばねの上端をスタンドからはなし, 手で持って、水槽の 上に移動させた。図2のように, つるしたⅡの円柱を水中 に入れたあと, 少しずつ下げていき, 水面から円柱の底 面までの距離と. そのときのばねののびをはかった。 水 槽は十分に深く、 実験中に円柱の底面が水槽の底につく ことはなかった。 表2は、 実験の結果をまとめたものの一 部である。 糸 水面 4cm 山 水面から円 柱の底面ま 円柱 での距離 表2 水面から円柱の底面までの距離 [cm] 「ばねののび [cm] 1 2 3 4 5 6 3.0 2.5 2.0 1.5 1.5 1.5 [1] 表1をもとにして, ばねにはたらく力 の大きさとばねののびの関係を. 右に グラフで表しなさい。 ただし, 縦軸の ( に適切な数値を書くこと。 ばねののび ( [cm] ( [2] Ⅲで,Ⅱの円柱を全部水に入れたとき に, 円柱にはたらく浮力の大きさは何 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 ばねにはたらく力の大きさ [N] Nか。 ただし、円柱をつるした糸にはたらく浮力は考えないものとする。 答え [3] IIで. ばねにはたらく力の大きさは、円柱にはたらく浮力の大きさの変化に応じて変化す る。 ばねにはたらく力の大きさと円柱にはたらく浮力の大きさが等しくなるのは、水面か ら円柱の底面までの距離が何cmのときか 答え | 25 |

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