なぜ、慣性力がはたらくんですか？💦

<発展例題 64 単振り子と見かけの重力 図のように,鉛直上向きに一定の大きさαの加速度で上昇する エレベーターの天井に、糸の長さもおもりの質量mの単振り子を つるした。この単振り子を小さく振動させたときの周期を求めよ。 重力加速度の大きさをgとする。 [T g' = 2π 5.61 考え方 おもりにはたらく重力と慣性力の合力が, エレベーター内の見かけの重力となる。 解答 エレベーター内の観測者から見ると,おもりには重力,糸の張力張力 慣性力(鉛直下向き)がはたらき, 重力と慣性力の合力が見かけの重力と なる。見かけの重力加速度の大きさを g' とすると,も mg′=mg+ma よって, g′=g+a したがって, 単振り子の周期Tは,T=2 1 g+a m 2 a THY 慣性力 ma 重力 mg a

この問題の（3）で何故（1）と違って静止した観測者から見たA,Bの加速度が違うのですか？ また、こう言った問題で「静止した観測者見る」か「ある加速度で移動する視点から見る」かどっちがいいのかその判断の仕方も教えて頂けると嬉しいです

DAFF 23. 〈滑車と物体の運動〉 次の設問では,糸および滑車の質量,ならびに物体の大きさは ないものとする。また,糸は伸び縮みしないものとし, 滑車はな めらかに回転できるものとする。 重力加速度の大きさをg として 次の設問に答えよ。 [A] 図1のように,質量mの物体Aと質量5mの物体Bを糸 1で結び, 滑車Pにつるす。 さらにこの滑車Pと物体Cを糸2 で結び, 天井から糸3でつるされた滑車 Q につるす。 (1) 物体A, 物体Bおよび物体Cを同時に静かにはなしたとき, 物体Aと物体Bは動きだしたが, 物体Cは静止したままであ った。物体の質量はいくらであったか。 数字ならびにm, gの中から必要なものを用いて答えよ。 〔B〕 次に、図2のように, 物体Aと物体Bを同じ高さに固定し, 図1の物体Cを糸2から取り外す。 その後。 糸2の右端を一定 の大きさFの力で鉛直下方に引くと同時に,物体Aと物体Bを 静かにはなすと, 滑車Pは上昇した。 物体の運動中に, 滑車ど うしの接触や物体と滑車の接触は起こらないものとする。 数字 ならびに m, g, F, dの中から必要なものを用いて次の設問に 答えよ。 3 運動の法則 滑車 Q 滑車 P､ 糸 1 物体B 物体A- m 滑車 Q、 滑車 P 糸 1 物体B 物体Am (2) 物体Aと物体Bを静かにはなした後の, 糸1の張力の大き さはいくらか。 (3)物体Aと物体Bの高さの差がdになった瞬間の物体Aの速さはいくらか。 天井 糸 3 5m 図 1 天井 糸3 O 5m 図2 2 17 物体C 2 カF [19 九州工大 〕

運動方程式について質問です！ 物理のエッセンスの問題です。 画像の問題は、加速度と糸の張力(糸があれば)と物体間の垂直抗力を求める問題です。m＜Mで摩擦はありません 画像の(f)ですが、模範解答には(e)と答えが全て同じになると書いてありました。 確かに(e)と同じなのは... 続きを読む

(a) (d) m Jo 糸 F m M M (b) (e) m Zm (c) M 米 MUSSES mo Sloga OM (f) Sla2068 F SFASUS m M V 箱

なんで赤マーカーの部分の式になるのか教えてください！！

例題 16 鉛直面内の円運動 |図の半径r[m]のなめらかな半円筒の内面の最下点Aに向 |かって,質量m[kg] の小球を水平方向に速さ v[m/s] で |すべらせた。 重力加速度の大きさを g[m/s2] とする。 (1) 小球が図の点Bを通るときの速さvB[m/s] と,面か ら受ける垂直抗力の大きさ NB [N] を求めよ。 (2) 小球が半円筒の最高点Cを通過するためには, v が ある大きさ min以上である必要がある。 Umin [m/s] を 求めよ｡ 指針 (2) 垂直抗力が0にならなければ、小球は面から離れない。 解 (1) 点Aを含む水平面を重力による位置 エネルギーの基準水平面とすると, 点Aと点B間での力学的エネルギー 保存則より mvp2 + mgr (1 + cos0 ) mvo² = 21/12/2 よってUB = √vo²2gr (1 + cos0) [m/s] 2 小球とともに円運動する立場で考えると, 半円筒の中心方向にはたらく力のつりあ いより 2 UB mgcose + NB - m = :0 ...2 r 002 ①, ②式より NB=m r rcoso - 0 B r C STYJERS IC mg (2+3cos0) [N] Vo A UB NB 接線方向 の慣性力 0 A mg coso B mg 中心方向は,重力の中心方 向成分, 垂直抗力, 遠心力 の3力がつりあっている。 UBT

(1)は斜面方向と斜面に垂直な方向で力のつりあいを考えたのですが、なぜこの方向だとダメなのでしょうか。この向きに運動していないので力つり合うと考えてしまいます

wwwwwwwww 別解 遠心力を用いないで解く場合には,まずNを 水平と鉛直方向に分解しておくとよい。 鉛直方向には球 は動かないから力のつり合いが成り立ち Nsin0 = mg 11' 水平面内では, N cose を向心力として円運動をするか ら運動方程式は =Ncoso (2) ①',②'は①,②と同値の式となる(以下の解法は同 じ)。 ...... 0 a= N 10 02 r --- mg

私の式はどこが間違っているのでしょうか？ 私は垂直抗力を地面に水平方向と垂直方向に分解して、水平方向の力=遠心力として解きました。 解説を見れば納得できるのですが、私の式の間違えが発見できません。。。

ます 10 e 2 mu r r = h tan o mg 4 mg sino coso これが遠心力と = mg sino coso cunz". 2 v² = g sinoceso. h sino cost V = √gh sino?

Sの値ってcosθじゃなくてsinθを使った答えでも正解になりますか？

5 10 15 20 例題15慣性力 ② 図のように、水平に等加速度直線運動を する電車の中で,天井から質量 m[kg] 20 のおもりをつるした軽いひもが鉛直に対 して傾いて静止していた。このとき, ひもがおもりを引く力の大きさ S〔N〕, ⑤3 および、地上から見た電車の加速度の大 きさα[m/s²] をそれぞれ求めよ。 重力加速度の大きさを g [m/s'] とする。 =- 指針 電車内の人から見ると,電車の加速度の向きとは反対に慣性力がはたらくように見える。 解 電車内の人から見た立場で考えると, おもりには,重 カmg, ひもが引く力 慣性力の3力がはたらき, これらがつりあって静止しているように見える。 地上の人から見た電車の加速度をaとすると, =-ma である。 よって, 水平方向, 鉛直方向の力 のつりあいの式は次のようになる。 水平方向 : Ssine - ma = 0 鉛直方向 : Scos0 - mg = 0 [N] mg ②式より S = coso これを①式に代入して整理すると S sin mgsino m mcoso 別解 地上に静止 chat/01 m a= = = gtan0[m/s2] Are ている人の立場で考えると ......1 ① ② お Scos e f=-md 加速度の 向き I 1 0 mg S sin 第1編 力と運動

なぜ、この問題では、写真2枚目と3枚目で分ける必要があるのでしょうか？

慣性力の問題を解く! 1 0 図6-8 問題演習 1図のように,粗い板を水平と0の角をなすよう傾けて、その上に小物 体を置くと,小物体は板の上をすべりおりた。 次に板を同じ角度0で 傾けたまま水平左方向に一定の加速度で動かしつづける。このとき, 小物体が板の上で静止したままであるためには, 板の加速度の大きさ をどのような範囲にすればよいか。ただし,重力加速度の大きさをg. 小物体と板の間の静止摩擦係数をμとする。 THE

(オ)の⑦、⑧について質問なのですが、「⑦～⑨より、β＞g＝10」のところが⑨そのままに見えるのと、(カ)で張力出した時に0じゃないと思うのですが、⑦、⑧は何のために求めたのでしょうか？ (出典:難問題の系統とその解き方 服部 嗣雄 著 例題1)

例題1 剛体のつりあい ① 次の文中の □に適する数値(負でない整数)をそれぞれ記入せよ。 図のように、直方体の一様な物体Aが, 水平と45°の傾斜をもつ地盤Bの上に、質 量の無視できるロープCによって取りっ けられた構造物がある。 物体Aと地盤B とは、接触しているだけである。 4m 45° + 2m C 考え方の キホン B 水平面 物体Aの質量:m=1.0×10℃〔kg〕, 重力 加速度の大きさ:g=10[m/s'], 物体Aと地盤Bとの間の静止摩擦係 数および動摩擦係数:J=1/3,√2の値:1.4とし,ロープCは十分強く, 伸び縮みしないものとする。 (1) 静止しているとき, ロープCの張力は(ア)[ 盤Bが物体Aに作用する抗力の大きさは (イ) × 10°Nであり,地 × 10°Nである。 (2) 地震によって,次第に強くなる上下動(鉛直方向の動き)が起こ り、ある加速度が物体Aにはたらいたら, 物体Aが転倒 (物体Aが 地盤Bに対して,すべり離れなどの動きを起こし、回転して倒れ る状態)を起こし始めた。 その加速度の大きさは (ウ) m/s' であ り、ロープCの張力は(エ) × 10°Nである。 (3) 地震によって、 次第に強くなる水平動が起こり,ある加速度が 物体Aにはたらいたら, 物体Aが転倒 ((2)参照) を起こし始めた。 その加速度の大きさは (オ) [ [m/s' であり, ロープCの張力は (カ) × 10°Nである。 〔東京理科大・改] 力学において最も重要なことは、力を正しく見つけることである。 そして力がわかれば,それらを互いに垂直な方向に分解し、力のつ りあいの式を2つつくる。次に、適当な点のまわりの力のモーメントのつりあい の式をつくる。あとは, 以上の3つの連立方程式を解くだけである。なお, 静止 摩擦力はつねに最大静止摩擦力が働いているとは限らないので、はじめからその 値をμN とおいてはいけない。 まず, 未知数として文字で表し (例えばF), つ 力のモーメントのつりあいの式は, 任意の点のまわりのモーメントで考えてよい りあいの式を解いてFの値を求めてから, FUN の条件を課せばよい。 また, 線上の点を選ぶと, その力のモーメントが0になるので計算が楽である。 が、なるべく計算が簡単になるような点を選べばよい。 すなわち,ある力の作用 力学 17 2

物体が回転する時の垂直抗力がよく分からないのですが、(ウ)に「転倒し始める時は、T'(張力)＝0あるいは、N'(垂直抗力)＝0」 とあって、(エ)に「鉛直上向きの加速度なら、T'やN'は0になることはない。」と書いてあります。 張力が回転の向きによって0の時とそうじゃない時... 続きを読む

例題1 剛体のつりあい ① 次の文中の □に適する数値(負でない整数)をそれぞれ記入せよ。 図のように、直方体の一様な物体Aが, 水平と45°の傾斜をもつ地盤Bの上に、質 量の無視できるロープCによって取りっ けられた構造物がある。 物体Aと地盤B とは、接触しているだけである。 4m 45° + 2m C 考え方の キホン B 水平面 物体Aの質量:m=1.0×10℃〔kg〕, 重力 加速度の大きさ:g=10[m/s'], 物体Aと地盤Bとの間の静止摩擦係 数および動摩擦係数:J=1/3,√2の値:1.4とし,ロープCは十分強く, 伸び縮みしないものとする。 (1) 静止しているとき, ロープCの張力は(ア)[ 盤Bが物体Aに作用する抗力の大きさは (イ) × 10°Nであり,地 × 10°Nである。 (2) 地震によって,次第に強くなる上下動(鉛直方向の動き)が起こ り、ある加速度が物体Aにはたらいたら, 物体Aが転倒 (物体Aが 地盤Bに対して,すべり離れなどの動きを起こし、回転して倒れ る状態)を起こし始めた。 その加速度の大きさは (ウ) m/s' であ り、ロープCの張力は(エ) × 10°Nである。 (3) 地震によって、 次第に強くなる水平動が起こり,ある加速度が 物体Aにはたらいたら, 物体Aが転倒 ((2)参照) を起こし始めた。 その加速度の大きさは (オ) [ [m/s' であり, ロープCの張力は (カ) × 10°Nである。 〔東京理科大・改] 力学において最も重要なことは、力を正しく見つけることである。 そして力がわかれば,それらを互いに垂直な方向に分解し、力のつ りあいの式を2つつくる。次に、適当な点のまわりの力のモーメントのつりあい の式をつくる。あとは, 以上の3つの連立方程式を解くだけである。なお, 静止 摩擦力はつねに最大静止摩擦力が働いているとは限らないので、はじめからその 値をμN とおいてはいけない。 まず, 未知数として文字で表し (例えばF), つ 力のモーメントのつりあいの式は, 任意の点のまわりのモーメントで考えてよい りあいの式を解いてFの値を求めてから, FUN の条件を課せばよい。 また, 線上の点を選ぶと, その力のモーメントが0になるので計算が楽である。 が、なるべく計算が簡単になるような点を選べばよい。 すなわち,ある力の作用 力学 17 2