物理基礎 ①2枚目の赤線は何故成り立つのですか？ ②なぜ2枚目の青線の式で答えを出せるのですか？

03 相対速度・ 相対加速度 図1のように, 一直線上で運動して いる物体AとBがある。 時刻 t =0に おいて, 物体AとBは4.0m離れてい て, v-tグラフ (図2)のような等加速 度直線運動をしていた。 ある時間後, 物体A 物体B -4.0m- 図1 2 物体AとBは衝突した。 ただし, 速度 と加速度は右向きを正にとるものとす る。 有効数字2桁で答えよ。 速度ㇼ 1 物体A 0 [m/s] 物体B -1 (1) 時刻t=0において, 物体Aに対 するBの相対速度はいくらか。 -2 0 1 2 経過時間t [s] (2) 物体AがBに衝突するまでの物 図2 v-tグラフ 体Aに対するBの相対加速度はいくらか。 (3)物体AとBが衝突するまでの時間はいくらか。 (4) 物体AとBが衝突する直前の相対速度の大きさはいくらか。

この問題の4番について質問です｡振動数はおもりの重さによっては変わらないとあるのですが，なぜですか？ おもりの数が多いほど，弦が張ることになるので，音が高くなると思ってました｡（ギターみたいな感じで）

(3) Hz である。 また, a=35cm をそのままにし, おもりを4倍に増やし たとき, 弦は共振しなくなった。 弦を再び共振させるには,Bを 少なくとも (4) cm 右に移動しなければならない。 64 弦の共振 全体の長さが120cm 質量 1.8g の弦の右端に滑車を通して質量 6 kgのおもりをつるし,振動源Sによって弦を振動させる。 この弦は, コマBを動かすことにより任意の一点を固定できる。 弦の張力はどこ も同じで,振動する AB間の距離をα, 重力加速度を10m/s2とする。 問1 コマBを適当に動かすと, a= 30cmで弦が共振する。 さらにB を右に移動していくと, a=35cm で再び弦が共振する。 したがっ て,弦を伝わる横波の波長は (1) cmであり,このときのAB 間の腹の数は (2) 1個である。 またSの振動数は (1) 振動数 fと波の速さが変わっていないの で、波長も変わっていない。 Aが節で今こ とに節があるから, Aから30cmの範囲の定 常波の様子は同じこと。 そこで,Bを右へ だけ移せば再び共振する。よって .. 1 = 10 cm 5cm ごとに腹が1つずつあるから 35÷5=7個 B =35-30 2 2 2 (2) 2 (3)密度は p = 1.8×10-3 120×10-2 B< [kg] と [m〕 を - = 1.5×10-3 kg/m 用いること v = mg P 6 × 10 V1.5×10-3=200m/s 2 もとの弦と同じ材質 同じ長さで, 直径が2倍の弦に張り替え て, αを30cmにし, おもりの質量を6kgに戻す。 このとき弦は 共振し, AB間の腹の数は (5) 個となる。 また, AB間の腹の 数を3個とするには, Sの振動数を (6) 200 v=fa より - f === 10 × 10-2 = 2000Hz (4) はじめはVP Img =fx.......① Hz とすればよい。 mを4倍にしたときの波長を とすると,fは< ①を見て,m を4 倍にすると A B 変わっていないから V p 4mg =fv.......② 2倍になると即断 したい。 S 中にス ② より 2= =24=21=20cm ① 1 (上智大) ・B' Level (1)~(4)★ (5),(6)★ Point & Hint 隔は (1) (2) 弦が共振するのは, 両端が節となる定常波ができるとき。 節と節の間 2 だから、弦の長さが1の整数倍に等しいとき,共振が起こる。 弦の長さが4=10cmの整数倍のとき共振するから、35cmより大き い次の値としては 40cm。よって,5cm 動かせばよい。 A 2 (5)直径を2倍にすると, 断面積が4倍になる から、密度も4倍になる。 波長を入とす ①からを4倍にす ③れば入は1/2倍と即 mg=fie ......③ 断できる。 ると V 40 この問題のような状況では,Sはおもりの重力 mg に より1=4 ∴ A2 = =5cm 2 12= cm ごとにあるから 30÷2=12個 は v [m/s] はv= (3) 弦の張力をS〔N〕, 線密度をp 〔kg/m〕 とすると, 弦を伝わる横波の速さ 等しい。

aでなぜ写真2枚目はグラフが直線なのですか？

1 次の(a),(b)の場合について, 加速度の時間変化をグラフに表せ。また,4秒 間の走行距離(道のり)と元の位置に戻る時刻を求めよ。 (a) v [m/s] (b) *v [m/s] 6 0 ・t t[s] 1 2 3 4 1 2 34 ► t [s] -4

（１）の②がわかりません・・・ 私は等速直線運動を行っているから直線のグラフになるのではないかと思い、ウにしたのですが解説ではアでした。 解説には、「おもりが床についた後は、台車の運動の向きに力は働いていない。したがって、台車は等速直線運動をする。」 と書いてあったの... 続きを読む

9.0 70 50 実戦問題 図1 滑車 おもり 300g 床 1 図1のように, 水平な机の上に置いた台車に 糸で300gのおもりをつなぎ、手で止めておい た。手をはなすと台車は動き始め、おもりが床 についたあとも台車は運動を続け、滑車に達し て静止した。このときの台車の運動のようすを 1秒間に50打点する記録タイマーでテープに記録した。図2 は、その一部を、時間の経過順に5打点ごとに切って紙にはり つけ、それぞれのテープの長さを表したものである。 ただし, 空気の抵抗や摩擦は考えないものとする < 青森 > 明として正しいものを、かさ。 もらいている。 らいている。 て正しいものを、次から (1)おもりが床につくまでの台車の運動について答えよ。 さが一定の割合で増加し が一定の割合で減少して 合い、速さが減少している。 た。 Ak ① 図2の、左から3本目のテープを記録したときの台車の 平均の速さは何cm/sか。 ②時間と移動距離の関係を 表したグラフとして最も適 当なものを、右から選べ。 机 図2 14.0 2.99 台車 記録タイマー テープ 13.8袋当 〒 12.0 テープの長さ(C) 10.0. 8.0 6.0+ 4.0- 2.0 0 検 a 時間 レピレン 離 0 0時間 '0 時間 '0時間 10時間 (2) 下線部のとき,台車にはたらいている力について正しく述べたものを、次から選べ。 ア 運動の向きと同じ向きの力だけがはたらいている。 ① 重力だけがはたらいている。 ウ 運動の向きと同じ向きの力と重力がはたらいており、その2力はつり合っている。 重力と垂直抗力がはたらいており、その2力はつり合っている。 ようとする。 (3)図3のように,台車にばねの一方を固定して実験と同じよう に運動させたところ、台車が動き始めたときにばねの上端が の向きに大きく傾いた。 このような現象が起こるのは、物体が もつ何という性質によるものか。 図3 運動の向き 台車 机 (4) おもりが床についたのは、 図2の左から何本目のテープが記録されたときか。また、そのよ うに考えた理由を書け。 テープ 50 である。 [大きい 理由

至急お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️ (2)で、向心力は円の中心に向かう向きに働く力だから、上側にはたらくと思ったんですけど、どうして下向きなんですか？？

。 基本例題30 鉛直面内の円運動 図のように,質量mの小物体が, 摩擦のない斜 面上の高さんの点から静かにすべりおりた。 斜面 の最下点は半径rの円の一部になっている。 重力 加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) 斜面の最下点での小物体の速さを求めよ。 om 1501 (2) 斜面の最下点で, 小物体が面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 指針 (1) では, 力学的エネルギー保存の 法則から速さを求める。 この結果を用いて, (2) では,最下点での半径方向の運動方程式を立てる。 解説 (1) 最下点での速さを”とし す べり始めた直後と最下点に達したときとで, カ 学的エネルギー保存の法則を用いる。 最下点を 高さの基準とすると, 1 mgh= mv2 2 v=√2gh (2) 重力と垂直抗力の合力が、 最下点での小物 基本問題 213 02 m-=N-mg 体の向心力になる。 半径方向の運動方程式は, AN JON r (1)の結果を用いて, N=mg (1+ (1+2/7 ) mg Point 鉛直面内の運動は等速円運動とならな いが,各瞬間において, 等速円運動と同様の運 動方程式を立てることができる。

問62の（2）（3） 問63の（1）　は なぜ2乗が答えなんですか 例えば、問62の（2）は980Jじゃダメなんですか

62 仕事の原理数 p.72 水平面と30°の角をなすなめらかな斜面 にそって質量20kgの物体をゆっくり引き 上げる。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 130° (1) 引き上げるために必要な力の大きさ F][N] を求めよ。 (2) 斜面にそって10m引き上げるのに必要な仕事 W [J] を求めよ。 (3) この物体を、 同じ高さまで斜面を利用せず鉛直上方に引き上げ るのに必要な仕事 W2 [J] を求めよ。 (1) 物体を引き上げる力は重力の斜面にそった成分とつりあってい る。 直角三角形の辺の長さの比より F (20×9.8)=1:2 2F =196 よってF,=98N (2) 斜面にそった力は 98N なので, 「W=Fx」 より ☆ W,=98×10=9.8×10°J 162 (1) 98 N (2) 9.8×10°J (3) 9.8×10°J 斜面を使って物体を引き上げる と力は小さくてすむが, 引き上 げる距離が長くなり、 鉛直上方 に引き上げる仕事と等しくなる。 860 F 30° 30° 30° 20×9.8N (3) 斜面にそって10m 引き上げたときの高さは、直角三角形の 辺の長さの比より (2) 10m h① h: 10=1:2 30V よってh=5.0m 物体を鉛直上方に引き上げるために必要な力は重力とつり あっているので20×9.8N となる。 「W=Fx」 より W=Fzh=(20×9.8)×5.0=9.8×10°J 63 仕事率 数 p.73 63 次の各々の場合の仕事率 P[W] を求めよ。 (1) 40W (1) 質量 25kgのトランクを水平方向に20N の力で引いて, 力の向 きに10m 動かすのに 5.0秒かかった。 (2) 1.8×10'W (2) 揚水ポンプを使って, 高さ9.0mのタンクに水 6.0×10kgをく・・ み上げるのに 49 分かかった。 重力加速度の大きさを 9.8m/s^ とする。 仕事率は1秒当たりの仕事の量 なので、 時間の単位を秒になお して計算する。 (1) トランクの質量は仕事に関係しないので、 仕事率の式 [P= = -」 より W Fx t t 20×10 P= -=40W 5.0 (2)49分は49×60秒となる。 仕事率の式 [P= =」より P= (6.0×10)×9.8×9.0 49×60 =1.8×10W 第3章 仕事と力学的エネルギー 41

3番の問題で、力学的エネルギーなのに小球の速さのエネルギーは加えなくてもいいのですか？ 理由を教えて欲しいです🙏🏻

第9章 ■ 単振動 89 【リード C] 基本例題 37 水平ばね振り子 →180,181 解説動画 ばね定数 5.0N/m の軽いつる巻きばねを, なめらかな水平面上に置き, 一端を固定し,他端に質量 0.20kgの小球をとりつける。小球を水平方向に距離 0.40m だけ引いてからはなすと,小球は単振動をする。自然の長さ 10.40m, (1)この単振動の周期 T[s] を求めよ。 (2) 小球の加速度の大きさの最大値α [m/s'] を求めよ。 (3) 小球がもつ力学的エネルギー E [J] を求めよ。 指針 (2) 単振動の加速度の最大値 α =等速円運動の加速度 Aω2 000000 0.40 m 0.40 m, m 0.20 2π 解答 (1) 周期 T=2π k =2π₁₂ ≒1.3s 5.0 5 (2) a=Aw²=A 4 (277)² = A(√)² = T =1/12kA2=1/2x5.0×0.40=0.40J (3) E= k 2 5.0 =0.40× =10m/s2 0.20 速さ----- 0 - 最大 - 0 加速度の 最大 - 0 最大 大きさ

(2)の解説にW＝−0.50×1.0×9.8×l＝−4.9 とありますがWの硬式はW＝fxなのに何故9.8や動摩擦係数が入ってくるのですか？ 何故そのあと 1/2×1.0×0²-1/2×1.0×7.0²＝−4.9l l＝7.0²/2×4.9 という式になるのですか？ 物理基... 続きを読む

基本例題 24 保存力以外の力の仕事 点Aを境に左側がなめらかで右側があ らい水平面がある。 点Aより左側のなめ らかな水平面上で, ばね定数100N/m の ばねの一端を固定し,他端に質量 1.0kg -0.70m→ [-00000 自然の長さ→ 109,110 解説動画 -I [m〕- A あらい水平面 B の物体を置く。 ばねを 0.70m だけ縮めて手をはなすと, 物体はばねが自然の長さ になった位置でばねから離れた。重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 物体がばねから離れるときの速さは何m/sか。 物体はばねから離れた後右に進み, 点Aを通過して点Bで停止した。 (2) 物体とあらい面との間の動摩擦係数が 0.50 のとき, AB間の距離は何mか。 指針 (2) 力学的エネルギーの変化=動摩擦力がした仕事 (W=-Fx) 解答 (1) 最初に物体のもつ弾性力による位置エ ネルギーはU=1/12/ -×100×0.702J ばねから離れた後に物体のもつ運動エ ネルギーは K=1×1.0×2 [J] ゆえにv=√100×0.70°=7.0m/s (2) 動摩擦力が物体にした仕事は W=-0.50×1.0×9.8×l = -4.92 [J] 物体の力学的エネルギーの変化= W より 1/12×1.0×0°-12×1.0×7.0°=-4.9ℓ 力学的エネルギー保存則より 7.02 ゆえに1= -=5.0m +1/2×100×0.70°= 1/2×1.0×μ+0 2×4.9

私は2枚目に書いた通り物体から出た力で運動方程式を立てたのですが、答えには受けてる力で書かれてありました 私が書いたのではダメですか？？ダメだったら理由も教えていただきたいです🙇🏻‍♀️ 右向きが正です

30 43 物体AとBがあり,質量はそれぞ れと3mである。 なめらかで水平 な床の上で,一端を壁にとめた軽いば ねの他端にAをつなぎ, 離れないよ うにする。 次に, BをAに接触させ て,ばねを自然長 より x だけ押し 縮め、静かに手を離した。 ばね定数を んとする。 1000000000 Xo Xo 202 Xo A B lo Xo T T 72 (1)手を離したあと,はじめAとBとはいっしょに運動する。 32 T. 2T X(ア) ばねの長さが1のときの,運動方程式を A,B それぞれについて 記せ。ただし,加速度をαとし,AがBを押す力を N とする。 (イ) N を1, lo, k を用いて表し, BがAから離れるときのを求め よ。 (2)Aから離れたあとのBの速さはいくらか。 X(3) B が離れたあと, ばねの最大の長さはいくらか。 (4) 自然長からのばねの伸びをxとし, xの変化を時間についてグラ フに描け(ただし,図中のTはT=2√m/kであり,t=0のとき (東京学芸大 + 名古屋大) x=-x である)。

これの(19)が何度計算しても解答群の中にあるような答えになりません。どのように解けばよいのですか？

(19)の解答群 d eap ① d 8p ② 2 d Ep S ③ 2d ④ 2d V₁ ⑤ Up S 0 V V₁ ⑥ 2 d p 4 d (7) 4 d (8) 4d 4d 9 0 Vo V₁ V₁ + V₁