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物理 高校生

物理の円運動についての質問です。 (1)(a)で、速さvを求めるときに解説では力学的エネルギーの保存の式を立てていますが、これを運動方程式mv^2/r=mgsinθで求めようとすると正答になりません。mgsinθが向心力ではないからでしょうか。 また、解説の図aの点線矢印m... 続きを読む

B....... 2 51. 〈半球内での物体の円運動〉 内半径Rの半球が,図1のように切り口を水平にして固定半球 されている。座標軸は,半球の中心Oを原点とし, z軸を鉛直 方向に, xy平面を半球の切り口にとる。 この半球の内面に接 して運動する質量 mの小球について考える。ただし, 小球と 半球の内面との間の摩擦および小球の大きさは無視できるもの とする。重力加速度の大きさをgとして,次の問いに答えよ。 (1) 図2のように, 小球が半球の内面に接して xz 平面内を運動 する場合を考える。 (a)z軸となす角度が0の位置から小球を静かにはなすとき, 角度0の位置における小球の速さ”および加速度の進行 方向成分αの大きさを, R, m, g, 0, 0 の中から必要な ものを用いて表せ。 (b) 6 が十分小さいとき, 往復運動の周期 T を, R, m, g の 中から必要なものを用いて表せ。 なお、 この場合, sin00 が成りたっているものとする。 (2) 図3のように、小球は半球の内面を半径rの円を描いて一 定の速さで水平に回っている。 (a) このときの円運動の角速度 1 を R,m,r, g の中から i/ Fi .) ... x 小球 m R MOOER 図 1 AZ 10 Oo` 0 図2 AZ lo 応用問題 R m x x

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数学 高校生

青チャートI Aです この式変形が、左辺の言っていることはわかるのですが、それをどうしたら右辺になったのかわかりません

62 重要 例題 170 曲面上の最短距離 右の図の直円錐で,Hは円の中心線分ABは直径, 本面 OH は円に垂直で, OA = a, sin0= 1/23 とする。 点Pが母線 OB上にあり, PB= とするとき, a 3 点Aからこの直円錐の側面を通って点Pに至る最短経 路の長さを求めよ。 241038 解答 AB=2r とすると, △OAH で, AH = r, ∠OHA=90°, 1/3であるから=1 sin0= a 側面を直線OA で切り開いた展開図 は、図のような, 中心 0, 半径 OA=αの扇形である。 中心角をxとすると, 図の弧 ABA' の長さについて 2ла• 基本 149 指針▷ 直円錐の側面は曲面であるから, そのままでは最短経路は考えにくい。そこで,曲面を広 げる,つまり 展開図で考える。 側面の展開図は扇形となる。 なお,平面上の2点間を結ぶ最短の経路は、2点を結ぶ線分である。 x 360° = =2πr であるから A a 3 217 a• 2 9 B PSDOCS A' 14814 HAMAS USA.9 X a VMIJA 00000 HO13-JOHA SUSHED THE „HƆA, TƆA ---3---- JOHD AMI EV H r x=360°=360° 1/3=120° a 3 a 3 ここで, 求める最短経路の長さは、図の線分 APの長さである 2点S, T を結ぶ最短の経路 から、△OAP において, 余弦定理により, は、2点を結ぶ線分 ST AP2=OA2+OP²-20A・OP cos 60° =x²+1 + (-1/a)²-2a.. AP>0であるから、求める最短経路の長さは7a S.S S O YB LIGE A(A) AVであ MA 弧ABA'の長さは、底面の 円の円周に等しい。 T

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数学 高校生

エはどうやって求めるのでしょうか。 教えていただきたいです。 よろしくお願いします。

第2問 必答問題) (配点 30 ) [1] 図のような2つの扇形OAB, OCD が ある。 点Aは線分 OC 上, 点Bは線分OD 上にあり OA =r, OC=R, ∠AOB=72° である。 さらに, 灰色部分の図形Fの周 の長さは6である。 Fの面積をSとする。 である。 ア2 15 -(R+r) (R-r) (1) 扇形 OCD の弧 CD の長さは π S= ウ5 TRX 5605 T T= TR² YITS= "TR2X T = TI = L D CVVICO R²² = (R² =V²) TR -TR であり x ar²x s B T12x3605 (R+r)(R-V) 72 72° O 12 (数学Ⅰ・数学A 第2問は次ページに続く。) 772 760 R C (2) 太郎さんと花子さんはSの最大値の求め方について話している。 太郎:先生が「t = R -r とおいてSをtで表しましょう」と言っていた けど, R+ r はどうするのかな。 花子: Fの周の長さについての条件を使えばいいと思うよ。 t = R-r とおくと である。 S= -t+ エ t Sの最大値は 太郎 : tS 平面における放物線 S= -t+ の最大値だね。 花子: S が最大値をとるときのRとrの値も確認しないといけないよ。 設定に合わなかったらだめだからね。 である。 R= オ カ キ ク πC ケ I |+π), r= であり, Sが最大値をとるときのRとrの値は 第2回 キ tの頂点のS座標がS ク π ケール) (数学Ⅰ・数学A 第2問は次ページに続く。)

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