中学理科、物理の問題です (4)で答えがイではなくエになる理由を教えてください🙇🏻‍♀️

5 ゆうひさんは台車の運動について調べる実験を行った。 あとの(1)~(4)の問いに答えなさい。た だし,台車にはたらく摩擦や空気の抵抗は考えないものとし、テープは台車の運動に影響を与えな いものとする。また,台車にとりつけたテープが通る軌道は,台車が通った軌道に一致するものと する。 《実験≫ 台車の運動 【方法】 おうとつ 図1のように,凹凸の無い斜面をもつ台を水平 面上に固定し,1秒間に50回打点する記録タイ マーを斜面上に固定する。 記録タイマーに通した テープを台車にとりつけて,台車を斜面上に静止 させ,記録タイマーから台車までの間で, テープ がゆるんでいない状態にする。 テープ 図 1 記録タイマー 台車 凹凸の 無い斜面 水平面 記録タイマーのスイッチを入れ,台車から静かに手をはなし, 台車の運動をテープに記録す る。運動を記録したテープのうち、他の打点と重なっていない打点を一つ選んで打点aとし, 打点aから5打点ずつの間隔でテープを切る。 切ったテープを, 運動の順番に並べて,長さを はかってまとめる。 【結果】 手をはなしてから, 台車は斜面上でしだいに速さを増加させ る運動を行い,続いて水平面上では等速直線運動を行った。 運動の順番→ 20.0 17.5 打点aが記録されてから, 0.6秒後までの運動について, 切っ たテープの長さは図2のようになった。 ただし、図2では,打 点a以外の打点は省略してある。 テープ テ 15.0 12.5 の 10.0 7.5 [cm] 5.0 【考察】 0 図2 打点a 図2で,打点a が記録されてから0.3秒後までの記録では,と なり合うテープの長さの差が等しい。 このことから,打点aが 記録されてから0.3秒後までの間, 台車は斜面上で,一定の割合で速さを増加させる運動を行っ たと考えられる。 図2で, 打点a が記録されてから0.3秒後以降は、テープの長さが20.0cm で一定である。 こ のことから,打点aが記録されてから0.3秒後以降は,台車は等速直線運動を行ったと考えら れる。

(2)で、グラフを使わないで求めると、式はどうなりますか？

13 エレベーターの運動 地上に静止していたエレベーターが,時刻 t = 0sに上昇 し始め、 最初の 4.0 秒間は一定の加速度で上昇し, 次の 2.0秒間は速さ 6.0m/sで上 昇した。 その後, 一定の加速度で 3.0 秒間減速し、 最上階で静止した。 (1)グラフ エレベーターの速さ [m/s] と時刻 t [s] の関係を表すグラフをかけ。 (2) 最上階の地上からの高さを求めよ。 (3)グラフ エレベーターが上昇した距離 x [m] と時刻t[s] の関係を表すグラフをかけ。 4 例題 5

(4)はなぜこの答えだとわかるのですか？そもそも一度静止したら、静止したままなのではないのですか？

図のように, なめらかな水平面内にあるx軸上を,質量 2kgの物 体が速度 12m/s で運動している。 12 m/s 2kg 6N →x づき / Q (1) この物体に時刻t=0s から,x軸の負の向きに6Nの力を加 え続けた。物体に生じる加速度の向きと大きさを答えよ。 運動方程式 ma=Fに値を代入していきましょう。質量は m=2kg, 加速度aは未知数なのでそのまま,力は負の向きに6N なのでF=-6Nです。 したがって, 2xa=-6 a=-3 x軸の負の向きに3m/s 2 (2)この物体が静止する時刻を求めよ。 (1)の答えから、 加速度が定数 (-3)であることがわかったので、こ の物体はx軸上を等加速度直線運動します。 したがって, 等加速 度直線運動の3公式を使うことができます。 (2)では, 物体が静止する時刻, すなわち速度 = 0 となる時刻を 求めるので, v=vo at の公式を用います。 公式にv=0m/s, vo=12m/s,a=-3m/s を代入して

物理の質問です 等速円運動や単振動の公式は全部覚えないといけませんか？ 例えば周期Tの場合は”2π/Ωだけでなく2πr/vも覚える”　ということです。

1 等速円運動 a弧度法 (1)弧度法 半径と等しい長さの円弧に対する中心角を1rad とする角度の表し方。 半径r [m], 中心角 0 [rad] のとき, (rad 円弧の長さを1[m] とすると 0= 1=re, r (2) 度 (°) ラジアンの対応 180° 物理量 360°=2πrad (全円周), 1rad=- ≒57.3° 主な記号 π 半径 b 等速円運動 3 (1)等速円運動 円周上を一定の速さで回る運動。 (2)角速度単位時間当たりの回転角。 角速度 w [rad/s], 半径r [m] の等速円運動で, 時間 t [s] の間の回転角をO [rad] 移動距離を[m] とすると 0=wt 1=r0 (3)速度方向は円の接線方向。 速さは v=rw t -=r=rw t よって (4) 周期 T 1回転する時間。 T=- 2πr = v (5) 回転数 n 単位時間当たりの回転の回数。 2π W 1 V W n=- w=2n 角速度 周期 回転数 r 単位 m rad/s T S n Hz a 1=10 0 0 v = rw = rw a= r T= 2πr 2π m 向心 向心力 F 加速度 (止または法 実際にはたらく力だけで (1)系(速運動を 実際にはたらく力のほ みかけの重力加速度 強力 力物体とともに 大きさ:m (2) 遠心力を用いると、 静止している者 物体には 弾性力が はたらく。 運動方程式は mi=kx T 2лr 2π (6)加速度 (向心加速度) 円の中心を向く。大きさαは .2 a==rw² r 麺間内の円 (1)週力の大きさ 12.大学エネル を対 dachkar 張力 © 等速円運動に必要な力 (1)向心力 向心加速度を生じさせる力。 常に円の中心を向く。 (2)等速円運動の運動方程式 (中心方向) m- v ,2 r -=合力 または mrw²=合力 (3)等速円運動の扱い方 ①中心の確認。 ② 半径rを求める。 ③ 物体にはたらく力を図示。 向心力の例 0 「弾性力」 合力 静止 摩擦力 あらい 回転台 ④ 運動方程式を立てる(周期Tを求める場合,を用いた式の方が計算が楽)。

（1）（2）（4）の解き方を教えてください🙏

5 4 3 1秒間に進んだ距離〔C〕 3 摩擦のない水平面上で、台車を 手でポンとおして動かし、1m先 のかべに衝突させた。 図は、台車 が手をはなれてからの運動を記録 タイマーで記録し、テープを0.1 秒ごとに切って5つを並べたもの である。 次の問いに答えなさい。 □(1) 手をはなれてからの台車の運 動を何というか。 2 O 10 . ( 0 0.1 20.2 42 • • (1 時間 [s] 0.3 0.4 0.5 □(2) 台車の速さは何cm/sであったか。 □(3) 台車が手をはなれてからの時間と台車の移動距離との関係を、解答欄にグ ブラフで表しなさい。 □(4) 台車がかべに衝突したのは、手をはなれてから何秒後か。 1h=100cm 計算・グラ

この問題の、2枚目の解説の写真の右側の上から8行目の、2つの小球は重心を中心とした等速円運動すると言えるのがなぜなのかよくわかりません。教えてください。

次の文章を読んで, に適した式または数値を,{}からは適切なも のを一つ選びその番号を,それぞれの解答欄に記入せよ。また,問1では,指示にし たがって, 解答を解答欄に記入せよ。 ただし, 円周率をπ, 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 図1(a)のような自然長Lで質量が無視できるばねの一端に,質量Mで大きさ が無視できる小球を取り付けた。 このばねのばね定数はんである。 一体となった ばねと小球を,なめらかな水平平面上に置き, 小球が付いていない方のばねの端 を,水平平面上の点0に固定した。 ばねは点0のまわりを自由に回転できる。 水平平面上で, 小球を点0のまわりで, ある一定の角速度 ω (ω> 0) 等速 円運動させたとき, ばねは伸びて, 図1(b) のように点0から小球までの距離が ア Rであった。 ばねの復元力により小球には点0の方向へ大きさ イ がかかっている。 また小球には点0から遠ざかる方向へ大きさ 心力がかかっている。 反対の方向へ働くこれらの力の大きさは,いずれも点 0 から小球までの距離に依存する。 すなわち, 角速度が ω の場合に,両者の大き さが等しくなる点0から小球までの距離がRであり,それはk, M, L, ω を用 いて ウ と表される。 の力 の遠 問1 図1(b)の小球が等速円運動を行うための条件を導出し, 角速度w (w> 0)の 範囲で示せ。

この水色の部分の途中式教えてください💦

には最大摩擦力がはたら 55 アトウッドの装置 考え方 mm2 であるから, A 正の向きを決め、 運動方程式を立てる。 (1) A については鉛直下向きを正の向きとし,Bにつ を正の向きとすると, A,Bの運動方程式 ma=F は, A: mid=mg-T B:mza=T-m2g ①+② から, (mi+m2)a=(mm)g m-m2 よって, a= 12g [m/s2] [0817316. ② t mi+mz 確 αの値を① に代入して, T=mi(g-a)=mig- m1-m2 mi+mg 2m1m2 -g〔N〕 の確の逆さ mitme さ a... mi+m2 答 mi-meg[m/s'], T... 2mım2 g[N] mtm2 A- (2) おもりの運動は,初速度0m/sの等加速度直線運動である。 合 v=votat から,v=0+ m-m mm20 mi+mzgxt= mi+mgt[m/s] 1 m-m2 x=vot+ 1/12ate から、 s=0xt+ × 2 答 v.... M gxt= m-m2 mi+m2 2(mi+m²)gt2[m]10.8 m-m2 mi+mzs gt[m/s], s.... mi-m2 2(mi+m²) gt2[m] J e

【物理超基本問題です】 （３）を③の公式を使わずに解く方法を教えてほしいです‼️ 使う公式は①、②のみ

辺の比より 基本例題 4 等加速度直線運動 13,14 解説動画 東西に通じる直線道路を東向きに8.0m/sの速さで進んでいた自動車が, 点を通過した瞬間から東向きに 2.0m/s2の一定の 8.0m/s 加速度で 3.0 秒間加速し、 その後一定の速度で進んだ。 (1) 加速し始めてから3.0秒後の自動車の速度はどの向きに何m/s か。 (2) 加速し始めてから3.0秒間に自動車が進んだ距離は何mか。 (3) (1)の速度で進んでいた自動車はある瞬間から一定の加速度で減速し 20m進ん だときに東向きに6.0m/sの速さになった。 加速度はどの向きに何m/s2 か。 指針v=vo+at 1, x = vot+1+1/+at² at²..... v2-vo2 =2ax... ③ X t が関係する (与えられている, または求める)場合は ① 式か②式, そうでない場合は③ 式 を使う。 ① 式と②式はひとxのいずれが関係するかで判断する。 解答 東向きを正の向きとする。 (1) 速度を [m/s] とすると, ①式より v = 8.0+2.0×3.0=14.0m/s よって、 東向きに 14.0m/s (2) x [m] 進んだとすると, ②式より x=8.0×3.0 + 1/12 ×2.0×3.02=33m +1/2×2 (3) 加速度をα [m/s2] とすると,③式より 6.02-14.02=2g×20 36-196=40a よって a=-4.0m/s2 したがって、 西向きに 4.0m/s?

物理 (2)(ウ)についてです。 なぜ電場からの静電気力はｰeEではなくeEなのでしょうか。

6 オームの法則と抵抗率■ 次の文中の せよ。 断面積 S[m²],長さl [m] の金属導体中の自由電子の運動モデルより,導体の電気抵 抗について考えよう。 電子が金属中を一定の速さ [m/s] で動き,電流I [A] が流れているとする。この 金属の単位体積中の自由電子の数をn [1/m²〕,電子の電気量を -e [C]として、電 流I[A] を表すと, I ア となる。 イ〔V/m]の電場が生じる。 (2)金属の両端に電圧 V [V]を加えると,金属導体内部にレイ [V/m] の電場が生じる。 金属内の自由電子はこの電場から力を受けながら移動するが, 熱振動している金属 の陽イオンと衝突してその運動を妨げられる。 つまり, 陽イオンは電子の流れに 抗力を及ぼす。この抵抗力の大きさは電子の流れの速さに比例すると仮定し、 [N] で表す (k は比例定数)。 電子は電場から受ける力と抵抗力がつりあって等速 線運動しているとすると,vであり、(ア),(ウ)よりI=土が得られる。 (3)(2)で得られた電流I[A]と電圧 V [V]の関係式より,金属の電気抵抗 R [Ω] および 抵抗率p[Ω･m] は,それぞれ R=オおよびρ=カで表される。 は,それぞれR=オ (4) 金属の温度 T [°C] における抵抗率 [m] は, 0℃における抵抗率を po [Ω・m]. 温度係数をα[1/K] とすると,=ox(キで表される。 考察した金属導体に電圧 V [V] を加えて電流I [A] が流れるとき, t[s] 間 に発生するジュール熱はク [J] で与えられる。 これは, 自由電子の運動モデル より説明できる。すなわち, 導体中の1個の自由電子には負極側から正極側へ静電 気力 がはたらき, t[s]間でその力の向きにコ [m]だけ移動するの [N] で,この電子は(ケ)×(コ)の大きさの仕事をされる。 導体中の自由電子の総数は サだから,ジュール熱 Q [J] は全自由電子がされる仕事の大きさとして Q=(ケ)×(コ)×(サ)となり, t[s] 間に発生するジュール熱ク [J]に等しい。

問２　どうやって計算するんですか？

7. 右図は、台車を一直線上にある点Aから点C まで運動させたときの、 時間と速さの関係を表 している。 ただし、 AB間の距離は40cmと する。 以下の問いに答えなさい。 50 速40 13040 B cm20 S10 問1 AB間の平均の速さは何cm/sか。 問2 台車はある区間で等速直線運動をした。 その区間はAB間、 BC間のどちらか。 ま た、AC間の距離は何cmか。 80cm 200cm KAY 型 A 3 456 時間〔秒] 二間 寄 BC10cm/s 40cm