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物理 高校生

ここの条件は問題中でどういう役割をしますか?

56 Ⅰ章 力と運動 発展例題 8 静止摩擦力 図のように,重さwの物体PとおもりQを軽い糸でつな に回転する滑車に糸をかける。 物体PとおもりQが静止す るためには,Qの重さはどのような範囲にあればよいか。 いで、水平とのなす角が0の斜面の上端にある, なめらか ただし,Pと斜面との間の静止摩擦係数をμ(μ <tane)と する。 指針 Qの重さが求める範囲の最大値 W1 のとき,Pはすべり上がる直前であり, 最小値 W2のとき,Pはすべりおりる直前である。 それぞれの状態において, Pは動こうとする向 きと逆向きに最大摩擦力を受けている。このこと に注意して,各状態の力のつりあいの式を立てる。 解説 Pがすべり上がる直前, すべりおり る直前のそれぞれにおいて, Qにはたらく力はつ りあっており,Pが糸から受ける張力はそれぞれ W1, W2 に等しい。 また, Pが受ける垂直抗力を N, 最大摩擦力を F とすると, Fo=μN=μwcoso 各状態でPが受ける力は図のようになる。 すべり 上がる直前の力のつりあいから, W1 = wsino+μwcosa=w(sino+μcose) NA wsine 指針 AとBの間では, 動摩擦力がはたら いている。Bが運動方向に受ける力は動摩擦力 μ'mg のみで、Bは右向きに加速しており, Aか ら右向きに動摩擦力を受けている。 Bが受ける動摩擦力の反作用として、Aは左向 きに動摩擦力μ'maを受け 発展例題 9 重ねた物体の運動 水平な床の上に,質量 2mの物体Aを置き, A の上に質量mの物体Bをのせる。 床とAとの間に 摩擦はなく, AとBとの間の動摩擦係数をμ'と する。 Aをあるカfで右向きに引くと, AとBと Fo so すべり上がる直前 A 解説 のように れぞれの wcose w A:2 f P B S wsine 発展問題 119 N. A w すべりおりる直前の力のつりあいから, μwcoso+W2=wsind W2=w(sine-μcose) M ここで, W2=wcose (tan0-μ) であり, 問題の条 件から, "<tan0 なので, W2 > 0 となり,題意を 満たしている。したがって, 重さWの範囲は, w (sino-μ cose)≦W≦w(sino+μcos0 ) W2 Fo wcos o So すべりおりる直前 の間ですべりが生じ, 別々に運動した。 重力加速度の大きさをgとして, AとBのそれ ぞれの床に対する加速度の大きさを求めよ。 Q 発展問題 125 の力は、

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理科 中学生

(ア)について、答えは3になるのですが、どうして3になるのか教えて欲しいです。

5 電流と磁界 エネルギー ENGAN Kさんは,電流が磁界から受ける力による物体の運動に ついて調べるために,次のような実験を行った。 これらの 実験とその結果について、 あとの各問いに答えなさい。 た だし、実験に用いるレールや金属製の棒は磁石につかない ものとする。また, レールと金属製の棒との間の摩擦,金 属製の棒にはたらく空気の抵抗は考えないものとする。 (各4点) 〔実験〕 図1のように、金属製のレールとプラスチック製 のレールをなめらかにつないだものを2本用意し、水平 な台の上に平行に固定した。次に,金属製のレールの区 間PQに 同じ極を上にした磁石をすき間なく並べて固 定した。 また, 金属製のレールに電源装置, 電流計, ス イッチを導線でつないだ。 金属製の棒(以下金属棒とい う)をPに置き,電源装置の電圧を4.0Vにしてスイッチ を入れ、金属棒の運動を観察したところ, 金属棒は区間 PQで速さを増しながら運動し, Qを通過したあと, や がてRに達した。 図 1 LLL 電源装置 金属棒 ■金属棒磁石 レール 金属製のレール 台 電流計 スイッチ P Q R VG (ア)〔実験〕において金属棒が区間PQを運動しているとき, 金属棒に流れる電流がつくる磁界の向きを表す図として 最も適するものを次の1~4の中から一つ選び, その番 号を答えなさい。 ただし, 1~4の図において左側にP があるものとする。 1 2 プラスチック製の レール 3 [個 4 O

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