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物理 高校生

なぜ右向きを正に運動方程式を立てるのかがわかりません 左に動くのになぜ左向きが正ではないのでしょうか?

(1) 図1のように質量の無視できるばねを鉛直につり下げる. 鉛直下向きを正としてy軸をと りばねが自然長であるときのばねの先端を原点とする. 大きさの無視できる質量mの物 体をばねの先端にとりつけると、位置y=I1-a で物体に働く重力とばねの復元方がつ り合い,物体は静止した.ただし,ばね定数を重力加速度の大きさを9とする。物体を下 方に引いて静かに手を離すと, 物体はy軸方向に y を中心とする単振動をはじめた.物体の 座標をy, 加速度をαy とすると, 運動方程式は I1-b と書ける. (2)次に図2のように、摩擦のある水平面上でばね定数kのばねの一端を固定し、他端に質量 mの物体をとりつける.物体の運動方向にx軸をとり ばねが自然長であるときの物体の位 置を原点Oにとる. 物体と水平面との間の静止摩擦係数!!.動摩擦係数は定数とする. こ こでは、物体の速さが0となるときは、物体に働く摩擦力として、最大で静止摩擦係数を用い た摩擦力が働くものとする. 位置x (0) まで物体を引いて静かに手を放すと, 物体はxがあ る値d以下のときには動かず,dより大きいときには滑り出した. dは I 2 と表される. 物体を位置xo(>d)まで引いて, 時刻 t = 0に静かに手を放すと物体は動き出し,位置 (0)ではじめて速さが0となった. この間の物体の運動方程式は、 物体の座標をx, 加速 度をα とすると. I3-a と書ける.この方程式を(1)の場合と比較すると, この運動は, I3-b を中心とする単振動である. x1 は x を用いて14-a と表される.x で物 体が静止し続けるためのxの最大値 Xは 14-b である. xc= 以下では,x > Xとする. 物体はx から再び動き出し, x2 ( d) で再び速さが0となっ また、この間の物体の運動方程式は I5-a と書け, x2 は x を用いて I5-b と表され る.その後,物体は再度 x2 から動き出したが, x(<0) で速さが0となり再び動き出すこと はなかった. 力学的エネルギーの変化が動摩擦力の行った仕事に等しいことを利用すると,x3 に達するまでに物体が運動した全行程の長さは, x0 と x3 を用いて 16-a と表すことがで きる。 物体の位置と時刻との関係をグラフで表すと図3の 16-b のようになる.

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理科 中学生

(3)の解説をお願いします 回答にはおもりがばねbを引く力の大きさが2.1Nと書いてあるのですが、なぜ2.1Nになるのかわかりません

32種類のばねA,Bを用いて、ばねののびに関する実験を行った。あとの問いに答えよ。ただし、100gの物体にはたら く重力の大きさをINとしばねや糸の質量は考えないものとする。 実験1 ばねAとばねBのそれぞれについて, ばねに加わる力の大きさとばねののびと 図1 3.0 A ね 2.0 ばねB び 1.0 の関係を調べた。 図1は, その結果をグラフに表したものである。 実験2 質量80gのおもりを2個用いて, 図2の装置をつくり, ばねAののびを測定した。 実験3 質量 70gのおもりを6個用いて, 図3の装置をつくり, ばねBののびを測定した。 実験4 質量 60gのおもりを2個用いて, 図4の装置をつくり, ばねAとばねBののびを 測定した。 ばねののび (cm) 1 2 3 力の大きさ(N) 図2 留め金 ばねA 糸 図3 糸 ばねB 図4 糸 糸 ばねA 糸 滑車 滑車 滑車 80gの 70gの 60gの |水平な台 おもり 水平な台 おもり |水平な台 ばねB おもり 留め金 床 (1) 実験1で、ばねAとばねBののびが同じとき,ばねBに加わる力の大きさは、ばねAに加わる力の大きさの何倍か。 (2)実験2でばねAののびは何cmか。 よ。 ただし、100 1:1=1.6=x とする。 (3)実験3で、ばねBののびは何cmか。 4,2N ばねののび 2cm:3N=mc=4.2 3x8.4 (4)実験4で、ばねAとばねBののびの差は何cmか。 1,2N 向きと20 8 2:3=2=1,2, 3x=2.4 x= 8 本 倍 6 1.4 2.8 0.4 cm cm cm

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