1問だけ質問させてください！ (4)ですが、v=v0-gt (加速度gをaに変えて v=v0-at 等??)で解くのは可能でしょうか？ 不可能でしたら、理由を教えていただきたいです！ よろしくお願いします🐟

図のように,床の上に固定したばね定数k Pa 6まとめの問題 ジャンプ! No.1 +X のばねの上に,質量M の台Qを取り付け P 4 てある。その上に質量 mの物体Pを置い Q た。重力加速度の大きさをgとして以下の X=0 問いに答えよ。 (1) このときのばねの縮みxoはいくらか? この位置を原点x=0としてx軸を鉛直上向きにとる。そして物体を手 で引き下げてx=-2.x。のところで静かに放した。 (2) x=0に戻ったときの速さか、はいくらか? (3)位置×にあるときP,Qの運動方程式をそれぞれ書け。 ただし, P がQに及ぼすカ(垂直抗力) の大きさをN, PとQの加速度をaと し,Xoを用いて表せ(0<x<xoと考えよう)。 a (4)手を放してからx=0に達するまでの時間を求めよ。 (5) PがQから離れるのはどこか? その座標を求めよ。 解答 Answer No.1 M+m k M+m (1) xo= (2) v1= 29 k 今度は水 (4)ti= 2V M+m k P:ma= N-mg Q:Ma=k(xoーx)-N-Mg M+m (5) x= k (3いの 00000e

基本的なことだと思うんですが、(4)の回転数はなぜ(運動エネルギー)/(仕事)で出せるんですか？

25. 【サイクロトロン) 荷電粒子を高エネルギーに加速するサイクロトロンのはたらきについて考えよう。 サイクロトロンでは, 図に示すように, 二つの半 交流電圧 円形の金属箱D,, D, (形が文字1D に似ているので, ディーとよばれる)を真空容器に入れ, 半円の面に 垂直に磁場を加える。 D, と D, の間に交流電圧を加 B イオン源C B えておき, 中心にあるイオン源Cで正電荷 質量 イオンビーム をもつ粒子pを作る。 D, より D, の方が高い電位 であると, C で作られた粒子 p はD, に向けて加速 D D。 される。D, に入ると, 一様な磁場があるので, 粒 子pは円運動をする。 D, の中には電場がないので, 粒子pの速さは変わらない。 粒子 p が 半円形を描いてD, から出たときに, D, より D, の方が高い電位となるように交流の周波数 を選ぶと,粒子PはD,に向けて,さらに加速される。このように, 粒子pは, D, と D2の 間で加速され,加速されるたびに半径が大きくなるようにして円運動を続ける。 そして,そ の半径がディーの半径に近づいたところで, 粒子pを外に取り出す。 D, と D,の間を粒子pが通過する時間は十分に小さく無視してよいものとする。また, 粒子pは磁場に垂直な平面内を運動するとして, 次の問いに答えよ。 (1)粒子pが速さ vで速度に垂直な磁東密度 Bの磁場の中に進入すると, 磁場に垂直な 平面内で等速円運動をする。 その半径と周期をそれぞれ求めよ。 また, その周期の特 徴を述べよ。 イオン源 C で粒子 pが作られたとき D, と D。 の電位差は最大で, 粒子 p は加速され てD, に垂直に入射した。粒子PがD, 内で半円を描いた後D, から出たときにD, と D。 の間における加速が最大になる交流の周波数を求めよ。 (3) 交流の周波数を(2)で求めた値に固定しておけば, 粒子pはD, と D, の間を通過する たびに加速される。 このように, 粒子 p は, D, と D, の中を, 半径は徐々に大きくな るようにして円運動を続けて,その半径が Rになったとき,外に取り出されるとする。 このときの粒子pの運動エネルギーをR, B, m, qで表せ。 (4)粒子PがD,と D,の間を通過するときのD, と D,の電位差をV,とすると, (3)の場合, 粒子pは作られてから取り出されるまでにおよそ何回転したか。 ただし, イオン源C で作られたときの粒子pの運動エネルギーは無視できるものとする。

物理の円運動の問題です。 この解き方が分かる方いますか。🙇‍♀️

なめらかな(摩擦のない)水平面上に置いた質量 m[kg]の小物体に長さ {m]のひもをつ け,ひもの1端0を中心として一定の速さ Hm/s]で円運動させた。この円運動の周期 7[s], 1秒間の回転数 n[1/s], 物体がひもから受ける力の大きさ Fをそれぞれ求めよ。

円運動の問題です この(2)以降の問題においてなぜ向心力ではなく遠心力で考えるのか教えてください。 またできれば、向心力で考えるか遠心力で考えるかの見分け方も教えていただけるとありがたいです！よろしくお願いします。

30 力学 (5) 最高点F する必要がある。 重力で 石 28 円運動 37 A そ0 長さ1の軽くて細い糸の一端に質 量mの小球をつけ, 他端を点Aに固 定する。また,Aから鉛直下方 のところにある点Bに, 細くて滑ら かなくぎが水平に固定してある。く ぎに垂直な面内で糸を張りながら小 球を持ち上げ,糸が鉛直線となす角 を 0=60° にして, 小球を静かに放 す。重力加速度をgとする。 (1) 小球が最下点Cを通るときの速さ voはいくらか。 (2) 小球が点Cを通る直前での糸の張力 T; はいくらか。また, 点Cを 通った直後の糸の張力 T: はいくらか。 (3) 小球が点Bと同じ高さの点Dを通るときの糸の張力 Thはいくら LECTURE (1) 力学的エネルギー mg(1-lcc 3 4 3 0 F E d B D 0の m に小 最 (2) 直前は半径1 り入れて力の一 カ 5時 Th= mg D糸 わ糸 :2m を近 か。 直後は半 がⅡ (4) 小球が図の点Eに達したとき, 糸がゆるんだ。 ZEBD= α と して, sin α を求めよ。 じ高さの位 により速さ 糸がたるむことなく小球がBを中心とする円弧をえがいて運動し、 Bの鉛直上方-1のところにある点Fに達するためには, はじめの 角0はいくら以上でなければならないか。その角度を lo として, Th と同 cos bo を求めよ。 (筑波大+名古屋大) (3) 点D ギー保 s Fave for Iig School o LLden

円運動の問題がわかりません

2 半径0.50m の円周上を, 一定の速さで5.0秒間に 50回転する物体がある。 (ただし、元=3.1 とする。) の 円運動の回転数を求めよ。 円運動の周期を求めよ。 3 円運動の角速度を求めよ。 の 物体の速さを求めよ。 3 周期 4.0秒で半径2.0mの円周上を回転している物体がある。 『i1とする。)

（2）のΔl-xになぜなるのかがわかりません

振野り 発展例題 A m 図のように,ばね定数kの軽いばねの下端を固定し, 上端に質量Mの 水平な台Bを取りつけ,その上に質量Mの物体Aをのせた装置がある。 物体Aと台Bを,つりあいの位置を中心に鉛直方向に単振動をさせる。 このとき,物体Aが台Bからはなれることがないとすると, AとBは同 じ単振動をする。重力加速度の大きさをgとして, 次の各間に答えよ。 (1) 装置全体がつっりあいの状態にあるとき,自然長からのばねの縮み 41はいくらか。 (2) 台Bとともに単振動をしている, 物体Aの加速度aはいくらか。鉛直上向きを正, Aのつりあいの位置からの変位をxとして,加速度aをxの関数として表せ。 (3) 台Bが物体Aを押す力げを, Aのつりあいの位置からの変位xの関数として表せ。 (4)台Bが最高点に達したとき, 台Bが物体Aを押すカ子がちょうど0になったとする。 このときの単振動の振幅 ro を, M, m, k, gを用いて表せ。 (5)台Bをつりあいの位置から/2 ro だけ押し下げ, 静かにはなすと, 物体Aは, つり あいの位置からの変位がx, のところで台Bからはなれた。変位x1,およびそのとき の物体Aの速さを, M, m, k, gを用いてそれぞれ表せ。 B M k (京都産業大 改) (3) Aが受ける力は, 図の ように示される。 Aの運動 Af A (1) 装置全体について, 力のつり 指針 あいの式を立てる。 (2) A, Bが一体となって運動しているので, A とBを一体とみなして運動方程式を立てる。 (3)(4) Aにはたらく力を考え, Aについての運 動方程式から,カfを求める。(4)では, (3)の 結果を利用する。 (5) AがBからはなれるのは, f==0のときであ る。また,単振動におけるエネルギー保存の法 則では,運動エネルギーと復元力による位置エ ネルギーの和は一定である。復元力による位置 エネルギーは,つりあいの位置からの変位xを 用いて, kx?/2 と表される。 解説 方程式を立てると, B mg ma=f-mg f=m(g+a) S k m(g-M+m*) (4) このとき,Aは振動の端に達しており, (3) の式でx=roのとき, f=0になったと考えら れる。 0=m(g-M+m) k M+m ro= k (5) AがBからはなれるのは, f=0になるとき である。(4)の結果から, 変位x, は, (1) 装置全体 の力のつりあいから, kAl-(M+m)g=0 ARAI A M+m k X」=ro= B mg Mg はなれたときのA, Bの速さをvとする。 Bを V2 ro だけ押し下げてはなした直後と, AとB がはなれるときとでは, AとBの単振動のエネ ルギーの和は保存される。単振動におけるエネ ルギー保存の法則を用いると, A= M+m k (2) AとBを一体とみなす と,変位xのときに受ける 力は,図のように示される。 一体とした運動方程式を立 k(A1-x) A B mg Mgと ら(Z r=kx+(M+m)が てると, (M+m)a=k(4lーx)- (M+m)g X,と roに値を代入して, ひを求めると、 kAl-(M+m)g=0を用いて, a=- k M+m g リ= M+m k 第1章一

良問の風41（4）についてです 3枚目に書いたように解いたのですが、考え方がどのように間違っているか教えてください🙇‍♀️

11 41* 質量m の質点をつけた長さ1の糸 の端を点0にとめ, 糸をぴんと張り 質点が点0と同じ高さの点Aにくる ようにした。質点を静かに放すと, OA を含む鉛直面(紙面)内で運動する。 細 いなめらかな棒が点0から鉛直下方 1/2 の距離にある点Pで, この鉛直面 と垂直に交わるように固定されている。重力加速度の大きさをgとす A- 1/2 O0 P B る。 (1) 質点が点0の鉛直下方にある点Bを通過するときの速さ v。を求め よ。 ② 質点が点Bを通過する直前の糸の張力T, と,通過した直後の張力 T.を求めよ。 質点が点Cにきたとき, 糸がゆるみ始めた。その時の速さいを求 めよ。また, PCが水平となす角を0。として sin@,の値を求めよ。 ④ その後, 質点は点Cからどれだけの高さまで上がるか。

ウ 以降が難しくて悩んでいます😓 解説を分かる方教えてください！！

円運動演習 11. [1998 水平面に対 端をAに結 につるした。 [A] 1図の 体Aを行 10.[2005 法政大] 次の文の口 に入れるべき式, 数値を記せ。なお, 重力加速度の大きさをgとす る。 キ) B A なめらかな面 A na-T heasy- Tal あらい面 直下向き (1) 糸C 図1 図2 方程 (2) 加 (3) 物 B a- A を連 あらい面 F 図3 図1に示すように,上面と側面がなめらかな平面である直方体の台Aを床面に固定 し、質量 mの2物体 B, Cをつなぐ軽い糸を台の端の小滑車にかけ, 物体Bを台Aの 上面にのせて手で押さえ, 物体 Cを台Aの側面に接して高さんの位置につり下げる。 物体Bを押さえていた手を離すと, 物体Cは鉛直方向に大きさア]の加速度で降下 し,両者をむすぶ糸の張力の大きさは[イ]となる。このとき, 物体Cが床面に達す るまでにかかった時間をむとする。 次に図2に示すように,台Aの上面と側面に表面のあらい薄板を張った質量 10mの 台A'を床面に固定し, 同様にして上面にのせた物体Bから手を離し, 糸でつないだ物 体Cを同じ高さんの位置から降下させた。 薄板と物体Bとの間の動摩擦係数をμ'とす ると,物体Cが鉛直方向に降下する加速度の大きさはウ]となり, 糸の張力は となる。物体Cが床面に達するまでにかかった時間tっがtっ=1.2xt,であったと すると,動摩擦保係数 μ'の値はオ]となる。 次に,この台 A'をなめらかな水平床面におき, 図3に示すように矢印の向きにカF を加えて,一定の大きさ 0.2gの加速度で台 A'を床面上をすべらせた。同時に, 上面に のせた物体Bから手を離したところ,糸でつながれた物体Cは高さ hの位置からゆっ くり降下して床面に達した。このとき, 台 A'に対する物体Bの水平方向の運動は, 糸 の張力,台A'との摩擦力のほか, 台A'が加速度をもつことによる慣性力によって決ま る。また,物体Cが鉛直方向の運動は,重力,糸の張力のほか, 台 A、の側面との間の 摩擦力によって決まる。側面と物体Cとの間の動摩擦係数はμと等しい。 その結果, 物体Cが鉛直方向に降下する加速度の大きさは「 カとなる。また, そのために台 A* に加えるべきカFの大きさはキ]と求まる。 もつ 動に 加ミ 上 の エ の

円運動の問題です。 (2)以降の考え方が難しくて悩んでいます😓 式のたて方を教えてください！

円運動演習 7. [2005 京都大] 次の文を読んで、 一には適した数値を記せ。 には適した式を, 電車 図1のように,水平な地表面上に敷かれ たレール上を電車が一定の速さVで動いて いるとする。このレールは, 点Qの手前で は点0を中心とした半径Rの円弧状であ り,点Qの先では点Qで円弧に接する直 線状となっている。レールの幅, 電車の幅。 長さ、高さはいずれも, Rに比べて非常に小さいとする。以下の(1)~(3) では電車が円 弧状のレール上を動いているときについて, (4) では電車が直線状のレール上を動いて いるときについて, 車内での小物体の運動を考える。ここで, 重力加速度の大きさをg とし,小物体の大きさと小物体に対する空気の抵抗はいずれも無視する。 (1) 電車が点Qの手前の円弧状のレール上を走ってい るとき,図2のように, 電車の天井の点Sから,質 量の無視できる長さdの糸でつるされた質量 m の小 物体は,車内の観測者から見て静止していた。なお, 図2はこの電車を進行方向から見たところであり,図 の左が中心0の向きである。また,点Aは電車が動 いていないときの小物体の静止位置である。このと き,車内の観測者には, 車内の小物体に大きさア]m Q R 0 地表面 図1 S A* 中心0← 図2 の遠心力がはたらいているように見えるので, 糸が鉛直線 SA となす角度0は tan0 =イ]を満たす。 また, 糸が引く力Tと重力、 mg との比は0のみを用いて, 12 T =ウ」と表される. mg (2) 小物体が車内の観測者から見て動いているときでも,その速さがすに比べて十分 に小さければ, 短い間に電車の加速度運動が小物体へ及ぼす影響は, 大きさ (ア)の遠 心力のみに表れると近似的に考えることができる。以下, この近似を使って考えるこ とにする。この場合, 車内の観測者から見て小物体にはつねに重力と大きさ (ア)の遠 心力の合力がはたらくので, あたかも重力加速度の向きと大きさが変化したように見 える。このみかけの重力加速度の大きさをg'とすると, g'とgの比は0のみを用い て表すことができて, g g' -=|エ]となる。 (3) 小物体を点Aから, 車内の観測者から見て速さüで電車の進行方向に押し出した。 この後,小物体は車内の観測者から見て円運動をした。この円運動の半径はdと0 を用いて表すと口オである。 また, 速さ uは4, g', 0を用いて表すと u=カ]であり, 円運動の周期はd, g', 0を用いて表すとキ]となる。

写真2枚目解説の丸囲み部分がわからないので教えて下さい！

次の文中の口を正しく埋めよ。 0 5 Ar 図のように,磁束密度 B[T]の一様な磁場の中で, 1回巻 d しot きの長方形のコイル ABCD (AB=a{m], BC=b [m]) を, 磁場の方向に重垂直で AD と BCの中点を通る中心軸 00' のまわりに, 一定の角速度 o [rad/s] で 0側から見て時計 回りに回転させる。コイルの抵抗はR[Q] であり, その自 D と BL B 9 b 0' 己インダクタンスは無視する。 ADが図のように磁場の方向と角度ωt[rad] (0<otく)をなす位置にきたとき, コイルを貫く磁束はア][Wb] である。 2 このとき,ABと CD は速さ イ] [m/s] で等速円運動をしており, 磁場に垂直な方向 には【ウ[m/s] の速さで動いているので, 磁場の方向から見たコイルの面積が増加す る。それにつれて, コイルを貫く磁束が増加し, その変化率は エ】 [Wb/s] である。 カ[A]の誘導電流 したがって, コイルには大きさ オ][V] の誘導起電力が生じ, が「キ]の向きに流れる。