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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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数学 高校生

数C 位置ベクトル 59と60の問題について、考え方が付属の回答とかなり異なっていたためこのような答え方考え方でも大丈夫なのか見て頂きたいです。 よろしくお願い致します。 付属の回答も付けました。

B 59 △ABC の辺BC, CA, AB を 2:1に内分する点をそれぞれ D, E, F とする。 このとき, △ABCと△DEF の重心が一致することを証明せよ。 A 51,52 □ 60 四角形ABCD の辺 AB, BC, CD, DA を 3:2に内分する点をそれぞれ E,F,G, A 51 Hとする。 四角形 EFGH が平行四辺形ならば, 四角形ABCD も平行四辺形であること を証明せよ。 AJ 53 □ 61 △OAB において,辺OA を 3:1に外分する点をC, 辺ABを32に内分する点を D, 線分 BC を 1:kに内分する点をEとする。01 (1) OA = c, OB = とするとき, OE を a, とんを用いて表せ。 (2)3点 0, D, Eが一直線上にあるとき, kの値を求めよ。 62 平行四辺形ABCD において,辺BCの中点をE, 辺 CD を2:1 に内分する点を F, AJ 55,56 線分AE と線分 BF の交点をPとする。 AB = 1, AD = d として,AP を b, dで表せ。 また, BP:PF, APPE を求めよ。 63 △ABC の辺BC, CA, ABの中点をそれぞれL, M, Nとする。 このとき, A 58 AL = MN ならば AB AC であることを証明せよ。 章 ベクトル 59 AB-B このとき AG B2=-1 AX+AB+AC また、EFDの重心をG'とする。 AC-2 とする。 F E ① - D B 6 DIC AF=AB = 7 B AE=AZ = AB 2 =1/2AB+1/A2 = ++38 -AG 1= 2.11 2. NG AF + KE + AB = +16+ + + (++ 2)] = 1/1/13 ( 1² + 2 ) -② AG=Rよって、△ABCとODEFの重心は一致する。 ①② 64 [OA| =3, |OB| =2, ∠AOB=60° の △OAB において,点0から直線ABに垂 線を下ろし、直線ABとの交点をHとする。 OA = 1, OB = とするとき, OH を a, 方で表せ。 60腐=AD= JAC = 2 A HJ D とおく、 E G 四角形 EFGHが平行四辺形ならば の 参考 内積と三角形の面積 教 p.34 65 平面上に3点0(0,0), A(5,12), B(-4, 3)がある。 OA, OB のな 教 p.341 す角を0とするとき, 次の問に答えよ。 (1) cost, sin の値を求めて, △OAB の面積を求めよ。 (2) 原点OA (1, a2), B(b1, b2) を頂点とする △OAB の面積Sは S=1/23 lababy となることを利用して,△OABの面積を求めよ。 66 3点A(4, 3),B(8, 5), C(5, 8) を頂点とする三角形の面積を求めよ。 まとめ 5 HG=EFである。 → HG = AG - AH = (AC+ b) - Ab 5 EF ①より + +2 5 5 AC - AB 2 " → AF - AE =(AB + 26+121-1236 12-16 2/2 + 1/2 J 1 12 - 3 +2126 = = DZ = AZ - AD C-C-B) B = AB よってABCDは平行 2節 ・ベクトルの応用 21 23 このとき、

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数学 高校生

2つの放物線の共通接線について、接線の方程式を求めた後にもう一方の放物線との判別式=0を利用して求めたいのですが計算結果がどうしても異なってしまいます。どこで間違えているのかを見つけて頂きたいです。 よろしくお願いします。

ta2 -20²+4a. 2 9' - 22-9 (a, a²-4a+2) y=(2-4)x-a2+2 -0 持 -2x+3 = O 22-2(a-3)213 1/4a2-60+6=0 y=2x+2 (5,5²+25+5) -2 y=(25+2)x-S2+5 320 -6-79 00 22-4x+2=75x+22-5015 22-2(S+3)x-3=0. 1/4 52+65+6=0. (S+3)23=-52-65-6=0 ①②より 2a-4 = 25+2 -0212=-52+5. -65=12 5=-2 <= 1 人 は 例題 41 共通接線と図形の面積 まれた図形の面積Sを求めよ。 2つの放物線y=x4x+2 を C, y = x + 2x +5 を C2 とする。このとき,C と C2 のどちらにも接する接線の方程式を求めよ。 また, C と およびで p.2451 解 考え方 解 の点における接線が一致したものと考えられる。 y=2x-4 y=x4x+2 において 求める接線は, 放物線y=x4x+2 上の点における接線と放物線 y=x = x²+2x+5 C上の点P(s, s- 4s+2) における接線の方程式は y-(s-4s+2)=(2s-4)(x-s) すなわち y= (2s-4)x-s' +2 また, y=x+2x +5 において ・・・① y' = 2x+2 上の点Q(t, + 2t+5) における接線の方程式は (1+2t+5)=(2t+2)(x-t すなわち y=(2t+2)x+5 ... 2 lyx2+2x+5 y=x2-4x+2 Q S y=-2x+1 ①,②はともに同一の接線を表すことから [2s-4=2t+2 l-s' +2 = -1°+5 これを解いて s=1,t = -2 s=1 を ①に代入して, 求める接線の方程式は y=-2x+1 C と C2 の交点R の x 座標は、方程式-4x+2 = x +2x+5 の解である。 1 よって X=- 2 y=-2x+1. 区間2≦x≦- では 2 x²+2x +5≧-2x+1 区間 - 12/2 ≦x≦1では x²-4x+2≧-2x+1 したがって, 求める図形の面積Sは = S-J ('+2x+5)-(-2x+1)dx+∫{{(x2 S',{(x-4x+2)-(-2x+1)}dx = ·₁₂² (x²+4x+4)dx + (x²-2x+1)dx 9 = +2x+4x ·x³-x²+x! 4 5672 つの放物線y = x2 を Ci, y = x2 - 4x +8 を C2 とする。 このとき,CとC のどちらにも接する接線の方程式を求めよ。 また, C と C2 およびしで囲まれた図形 の面積Sを求めよ。

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