なぜ、y軸はTsinθではないのですか？

求めてみます。 LO こり り 重 も 張 キ 1 -Usine 0 0 T 図7-15 Tcost AY Tsing my

画像の問題の回答教えていただきたいです😿

題 1 次の文章を読み に適する数式を入れ, [ に適する語句または文章を入れよ。 ほぼ50年前に, 人工衛星の打ち上げに初めて成 功して以来, 人類は月面着陸さらに火星探査に成 功するまでに至ったが, 300年も前にニュートンは すでに人工衛星の可能性を予言していた。 ニュートンが予言したような地球のまわりを まわる人工衛星について考えてみよう。 ただし、地球を半径R,質量Mの一様な球と みなし, 地球と人工衛星以外の天体の影響, 地球の自転と公転および大気の影響は無視 する｡ 地表での重力加速度の大きさg は, M, R と万有引力定数Gを用いて,g=ア と表される。 いま, 地表から打ち上げられた質量 mo の物体が, 半径 α, 速さの円運動をする 人工衛星になった。 この衛星にはたらく円運動の加速度は万有引力によって生じるの で,その関係式はイと表される。 これより速さはv=ウ となり,この円運動 の周期T は, G, M, a によって,T=エと表される。円軌道を描く人工衛星のカ 学的エネルギーは、(イ) を用いて G, M, mo, a によって,オと表される。 ただ し,万有引力が0になる無限遠点を位置エネルギーの基準点にとる。 円軌道上の点Aで,衛星中の質量m' の部分が,衛星の進む方向と逆向きに相対速 度V(Vは正) で衛星から瞬間的に分離された。 分離直後, 衛星の残りの部分は質量が m=mom'となり, 速さがv からに増加し, 図のように地球の中心を焦点とす るだ円軌道を描くようになった。 質量m'の部分の速さはva-Vとなる。 ただし,分 離直前の衛星の速度の向きを正とする。分離前後で運動量が保存されるとして, その保 存則は,mo, m', m, Vo, va, V を用いてカで表される｡ B UB VA -b A 地球の中心よりだ円軌道の近地点Aまでの距離はαである。 遠地点Bまでの距離を b とする。惑星の運動に関するキ]の第2法則を人工衛星に適用すると, 地球の中 心と衛星とを結ぶ線分(動径) が,単位時間当たりに描く面積は一定である。 近地点Aで の面積速度は 12/24v』であるから,遠地点 B での速度vgは,a,b, vaを用いて, - UB=ク と表される。 だ円軌道上では、力学的エネルギーは運動エネルギーと万有 引力による位置エネルギーの和であり保存されるから, 点A と点 B での力学的エネル ギーが等しいことは, G, M, m, va, UB, a, b を用いて,ケで表される。 (ウ), (ク),(ケ)より, a, b を用いて, "=| | XVO, UB=サ となる。 人工衛星が図のようなだ円軌道を描くためには,点Aでの力学的エネルギーが負で あればよいので, v = (ウ) を考慮すれば, "A<シ xv となる。これと (カ) より, Vの上限は, mo, m' を用いて, ス となる。 (コ)×vo の式を変形して, 6 (人工衛星の到達距離) を vo, va, a を用いて表す。 この式を用いて,vAが(シ)×vに限りなく近づくと,人工衛星の最大到達距離はどう なるかを述べよ。〔セ]

②の答え10cmなんですけど理解できないので解説お願いします

9 力学的エネルギー 図のような振り子で, おもりを点Aまで持ち上 げて離すと,おもりは点Dまで上がった。 次の問 いに答えなさい。 ●運動エネルギー, 位置エネルギー が最大になって いるのは, それ ぞれおもりがど の点にあるとき か。 ②点Pにくいをさした。 点Aで離したおもりは, 点Bの高さから何cmまで上がるか。 A 110cm 15cm B C 5 cm

(3) が「運動エネルギー」の方が分からないです。 運動エネルギーは大きくなるそうですがどうしてそうなるのでしょうか？ このときって力学的エネルギーは保存されないのですか？ お願いします。

2 図1のような振り子で, おもりをA点まで 引き上げてから静かに手を離すと,A→B→ C→D→Eの順にE点まで振れた。 次の問い に答えなさい。 ただし、摩擦力や空気の抵抗 はなく, C点を高さの基準とする。 図 1 A E □(1) A点でのおもりがもつ位置エネルギーと C 基準面 同じ大きさの位置エネルギーをもつのは,B~Eのどの点にあるときか。記 号で答えなさい。 □ (2) おもりの速さが最も速いのは, A~Eのどの点にあるときか。記号で答え なさい。 (3) おもりを引き上げる高さをA点より高くすると, D点での位置エネルギー と運動エネルギーの大きさは、図1のときと比べてそれぞれどうなるか。

(2)です 衝突直後は力学的エネルギー保存しますか？ 衝突直後なので、バネの縮みはほとんど考えないと考えたのですが…。

L₁ 3 図のように, なめらかな水平面上にばね定数k のばねを置き, その左端は固定し, 右端には質量 の小さな物体A を付ける。 一方,長さ1の糸に, m 同じ質量mの小物体Bを付け, 糸の他端を一点Oに固定 する。 糸をゆるめることなく、糸が鉛直線と小さな角度 11 mmmmmmmmmmm をなすように,物体Bを保って, 静かに点Pより放したところ, 物体Bは0点の鉛直 下方で静止していた物体Aと速さで衝突した。 次の問いに答えよ。 ただし,重力加 速度の大きさをg, 物体BとAとの衝突は完全弾性衝突, また,糸とばねの質量は無視 できるものとする。 (1)物体Bを静かに放したときの cos0 の値を求めよ。 (2) 物体BがAと衝突する直前の糸の張力はいくらか。 B (3) 衝突直後のAの速さはいくらか,また, B の速さはいくらか。 (4) 衝突後, ばねの縮みは最大いくらになるか。 P 物体の運動 (5)再び、ばねが伸びて物体AがBと衝突し, B は最初の状態に戻り,それ以後,この 運動を繰り返す。 この場合の繰り返し周期はいくらか。 (50*4** ( (弘前大)

物理 力学的エネルギーのところなのですが、静電気力は保存力なので、エネルギー保存が成り立つのでは無いのですか？ それとも一様電場による仕事は非保存力なのですか？

Q(E₁ + D) = R22 問1点Aで働く力は, 2, 3 JJS A SERION 点電荷が点Aから点Bに移動する間の一様電場による仕事 Wは W=QEX(+α)=QEa 180k よって、力学的エネルギーの原理より, 点Bを通過するときの速さ B は、 CULM 20 1 m SOU Fa² g***** Q2 (1 (2 m² ² + + 2 ) - ( 12 ²0 + 4 2 ² ) = k- 2a a JE ALIYO +QE =W= B = Ea+k Q 2a 8

(2)の求め方が分からないので教えて欲しいです 答えは1.5だそうです

5 振り子をつくり,おもりを図のA点からはなしたところ、おもり はD点まで振れた。C点を基準面として、A点、B点の高さをh1, h2とすると,h,の高さはh2の高さの3倍であった。 次の問いにく 答えよ。ただし、空気の抵抗や摩擦はないものとする。 (1) A点でおもりのもつ位置エネルギーの大きさは,B点でおもり のもつ位置エネルギーの大きさの何倍か。 (2) C点でおもりのもつ運動エネルギーの大きさは,B点でおもり のもつ運動エネルギーの大きさの何倍か。 h ₁ h 2 B D 基準面

(2)で、何故点Cが運動的エネルギーと位置エネルギーの和になるのかが分かりません。運動エネルギーのみだと思っていたのですが、なぜこうなるのでしょうか。教えていただけると助かります🙇‍♂️

基本例題21 弾性力による運動 なめらかな水平面ABと曲面 BC が続いてい る。 Aにばね定数 9.8N/m のばねをつけ, その他 端に質量 0.010kgの小球を置き, 0.020m縮めて はなす。重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 小球は,ばねが自然の長さのときにばねからはなれる。その後,小球は水平面 AB から何mの高さまで上がるか。 A 指針 垂直抗力は常に移動の向きと垂直で あり仕事をしない。 小球は弾性力と重力のみから 仕事をされ, その力学的エネルギーは保存される。 (1) では, ばねを縮めたときの点と曲面上の最高点 (2) では, ばねを縮めたときの点と点Cとで、それ ぞれ力学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 解説 (1) 重力による位置エネルギーの 高さの基準を水平面ABとすると, ばねを縮め たときの点で,小球の力学的エネルギーは,弾 性力による位置エネルギーのみである。 曲面 BC上の最高点で, 速さは0であり,力学的エネ →基本問題 156, 164 C, 20000 B (2) 水平面 AB からCまでの高さは0.40mである。 ばねを0.10m縮めてはなすと, 小 球はCから飛び出した。 このときの小球の速さはいくらか。 0.40m ルギーは重力による位置エネルギーのみである 最高点の高さをん〔m〕 とすると, 1/12 ×9.8×0.020²=0.010×9.8×ん h=2.0×10-²m 飛び出 (2) 飛び出す速さをv[m/s] とすると、点Cにお いて, 小球の力学的エネルギーは, 運動エネル ギーと重力による位置エネルギーの和であり, 1 ×9.8×0.10²=1/123×0.010×v2 2 +0.010×9.8×0.40 v=1.96=1.42 v=1.4m/sh

問 初めの状態からA,Bの速さがv1になるまでの力学的エネルギーの和の変化の様子は増加、変化しない、減少する、のどれか？ なのですが、 糸が張った直後に力学的エネルギーは減少する、とはどういうことですか？ 糸が張る前とはじめのたるんでいるときで力学的エネルギーの式を立てた... 続きを読む

第2問 次の問い (問1~5) に答えよ。 (配点25) 図1のようになめらかな水平面とそれに接続したなめらかな斜面があり、水平 面上に質量 m の小物体Aが,斜面上に質量Mの小物体Bが置かれている。A と Bは水平面と斜面の接続点に設置されたなめらかに動く軽い滑車を介した伸び縮み しない糸でつながれており,初め糸がたるんだ状態でA,Bは静止している。こ の状態からA,Bを静かに放すと,Bが鉛直方向に高さんだけ降下したとき糸がぴ んと張り,糸が張る直前のBの速さはvとなった。糸が張った直後に,A, Bは同 じ速さvとなり,さらにBが鉛直方向に高さん降下したとき,A,Bの速さはとも にv2となった。この間,Aは滑車に衝突することはなかった。糸がたるんでいる とき,糸は A,Bの運動に影響を及ぼさないものとし,重力加速度の大きさをg と する。 Mas 29h mme ☆MmI m A 図 1 h h B M V1 V2

(1)は、なぜ位置エネルギーが摩擦熱になると考えられるのですか？(今更初めて知りました)また式は、重力による仕事＝動摩擦力による仕事を意味していますか？ (2)の問題文に、「Pの床に対する速度」「台の床に対する速度」の違いが分かりません。多分どちらも相対速度を意味している... 続きを読む

31 質量Mの台が水平な床上に置か れている。 この台の上面では, 摩擦 がない曲面と摩擦がある水平面が点 Bで滑らかにつながっている。 台の 水平面から高さんにある面上の点Aに質量mの小物体Pを置き,静 かに放す。 重力加速度をg とする。 (1) 台が床に固定されているとき,Pは点Bまで滑り落ちたのち, 点 Bから距離だけ離れた点Cで止まった。 BC間の水平面とPの間 の動摩擦係数μはいくらか。 Bandes DIT (2)次に,台が床の上で摩擦なく自由に動くことができるようにした。 台が静止した状態で,点AからPを静かに放した。 Pが台上の点B に達したときの, Pの床に対する速度を v, 台の床に対する速度をV とする。ただし, 速度は右向きを正とする。 (ア) このとき,とVが満たすべき関係式を2つ書け。 h ABC 台 M 床