(1)の問題について、物体が一定の速さで運動しているので、加えた力と動摩擦力はつりあっている。とありますが、なぜですか？💦

[知識] 133. 速さと仕事率 図のように, 粗い水平面上で, 物体に力 10m/s を加えて一定の速さ 10m/sで引いた。 物体が受ける動摩擦 力 J8T 力は4.0N であったとして, 次の各問に答えよ。 (1) 物体に加えた力の大きさはいくらか。 半 (2) 加えた力がする仕事の仕事率はいくらか。 出 (3) 物体が,10m/sとは異なる一定の速さで運動しており、このとき (1) と同じ大き (g) さの力がする仕事の仕事率が60W であった。 物体の速さはいくらか。

高1物理基礎です。 写真1は解説なのですが、そのページの右の図について、なぜ3つの力しかないのですか？押している力はないのですか？ 自分は最初にあると思い、F'(押している力と動摩擦力の和)＝−40より押している力を求めようとしてしまいました。 どなたか解説よろしくお願いし... 続きを読む

解説 (1) 右向きを正とすると,「v=vo+αt」 から, a=-4.0m/s 2 0=20+α×5.0 解答 (1) 左向きに 4.0m/s (2)50m (3) 40N 0.41 指針 (1) (2) 等加速度直線運動の公式を用いる。 (3) 運動方程式か ら動摩擦力を求める。 また, [F'=μ'N」 の式を用いて動摩擦係数を求 める。 (1)の計算において, v=0m/s,vo=20m/s, 左向きに 4.0m/s2 1 CC-8.82 t=5.0s である。 (2)等加速度直線運動の公式「x=vot+1/2af2」から, (2)の計算において, x=20×5.0+1/2×(-4.0)×5.02=50m 20.8- vo=20m/s,t=5.0s, a=-4.0m/s2 である。 (3) 動摩擦力の大きさをF' とすると, 物体が受ける力は図のようにな 4.0m/s² AN る。 運動方程式から 10×(-4.0)=-F'F'=40N 正の向き 物体が受ける鉛直方向の力のつりあいから、垂直抗力Nは重力 mg に 等しい。 したがって,「F'=μ'N」から, F' = N F' F 10×9.8 mg 40 =0.408 0.41 mg 8.0*0.8

（1）の矢印のところはどこから出てきたのですか?(2)では何故二つ範囲を出したのですか?出す必要はあったのですか?

遠心力に関係した身近なものとしては,洗濯機や遊園地のループ式ジェットコースターなどがある。 例題 33 鉛直面内での円運動 右図のような, 半径 [m] のなめらかな円筒面に向 けて、質量m[kg]の小物体を大きさ [m/s] の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。 重力加速度の 大きさをg[m/s] とする。 (1)鉛直線となす角が0の点(図の点C) を通過すると きの小物体の速さと面から受ける垂直抗力の大き 大 さを求めよ。 (2) 小物体が点Bを通過するための の条件を求めよ。 m Do O 基礎 物理 129 134 138 B C センサー 39 解答 (1) 点での小物体の速さを 円運動では,地上から見て 解くか、物体から見て解く かを決める。 [m/s] とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より Bmgcoso N ① 地上から見る場合 遠心力は考えず,力を円の 半径方向と接線方向に分解 し、円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 v² m-=F または mrw²=F ② 物体から見る場合 遠心力を考え、力を円の半 径方向と接線方向に分解し、 半径方向のつり合いの式を 立てる。 どちらでも解ける。 センサー40 物体が面に接しているとき, 垂直抗力 NO (1) 水平面を重力による位置 エネルギーの基準面とする。 1 mu-mo+mg(r+rcos6) 2 2 ゆえに、 v= vo2gr (1+cos)[m/s] ....... ① 垂直抗力の大きさを N[N] とすると, 地上から見た円運動の運動方程式は, m-=N+mg cose r これに”を代入し、整理すると, 2 mvo N= -mg (2+3cos0) 〔N〕 r rcost0 mg 別解 小物体から見ると,円の半径方向にはたらく力は,実際 にはたらく力のほかに、円の中心0から遠ざかる向き に遠心力がはたらいている。 半径方向の力のつり 合いより, N+mg cose-m-00 (量的関係は上と同じ) r 等速円運動では、円の接線方向にも加速度があり、物体か ら見た場合、接線方向での力のつり合いを考えるためには,接 線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2) (1)より,00π[rad] では, 0が小さくなるにつれて, v, Nはともに減少していく。 点Bを通過するためには,点B でぃ> 0 かつN0 であればよい。 ①より, 0=0を”に代 入して, v= Vo 4gr よって, v4gr>0 ゆえに,vor 2 mvo また,②より0=0をNに代入して, N= 5mg r よって, ③ ④ を比較すると, V≧0(面から離れない条件) が ● の条件を決めることになる。 ③ ④がともに成り立つためには,vo gr V 2 mvo r - 5mg≧0 ゆえに、gr 9 9 円運動 7

物理 （1）についてです。 αの糸の張力はなぜ（m+M）gになるのでしょうか。私は、Aの質量も関係して（2m+M）gだと考えたのですが、Aの質量が関係していないのはなぜですか？教えて欲しいです。

15 基 天井から糸yでつるされた定滑車に糸αをか 左には質量mの物体Aを,右には質量mの板 をつるす。 Aと床の間を糸βで結び, 板上に質量M の物体Bを置く。 滑車は滑らかで質量は無視でき, 重力加速度の大きさをg とする。 (1)系α, B, yの張力はそれぞれいくらか。 (2) 糸β を切ると、 全体が動き出した。 (ア) Aの加速度はいくらか。 また, Aが距離んだ け上がるのにかかる時間はいくらか。 F A m a a B 床 B 糸 板m

(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)。

この問題のカについてで、図3のように、ad間、bc間は導線で繋がれているから等電位になり2枚目の写真の式が立てられるのは分かるのですが、それぞれの起電力が異なってショートするなどということはありえないのでしょうか？教えて欲しいですm(_ _)m

wwwwwww 電気容量のコン S デンサー, 自己イン ダクタンスのコイ ルとスイッチ S か XC L P らなる回路が,十分 に長い2本の平行な導体のレールに接続されている。 レールは間隔が で、水平に対して角度だけ傾いていて, 質量Mの導体棒Pが水平 に置かれている。 レール面に垂直に磁束密度Bの一様磁場がかけられ ている。Pはレール上を水平なまま, 摩擦なく動き,レールに沿って 下向きを正とする。電気抵抗は全て無視でき,重力加速度をgとする。 ISを帯電していないコンデンサーに接続し, Pを静かに放す。Pが レールを滑り落ち,速度がりになったとき,コンデンサーの電気量 Qは,Q=アである。このとき,Pを流れる電流をIPの加 速度をαとすると,Pの運動方程式は, Ma=イと表される。さ らに短い時間 4tの間にPの速度が4v だけ, コンデンサーの電気 量が4Qだけ増えたとすると, C, B, d を用いて, I=ウ Xa となる。これらの式から,Pが滑り落ちているときの電流IはI= と一定となることがわかる。 そして, Pが距離 xだけ滑り落 ちたときの速度はオである。 IISをコイルに接続し,Pを静かに放す。Pが x だけ滑り落ちたとき の速度をv,コイルに流れている電流をIとする。さらにPは短い 時間4tの間にdx=udtだけ移動した。電流の増加量を AIとする と,Pとコイルの2つの誘導起電力の関係からAIカ × 4x という関係式が得られる。 この式より, Pxだけ滑り落ちたとき て, Ma T= となる。そしてPの運動方程式は, x を用い クと表される。これよりPは振幅A=ケ 周期 コで単振動をすることがわかる。 そして, 位置 xでの速さ vは,v=サである。 ( 京都大 +東北大)

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。

(2)についてで、回してれば絶対rは正になるのに、rが負になる時というのがよくわからないのですが、教えてくださいm(_ _)m

4 学 OOOOO 38 水平面内において一定の角速度で 回転している円板がある。 円板上には, 半径方向にみぞが掘られており、その中 にばね定数k,自然長のばねが置かれ ている。 ばねの一端は中心O に固定され, 他端には質量 Mの小球Pがつけられてい る。Pはみぞの中を滑らかに動け, 0 か 3 omme P 真上から見た図 らPまでの距離rを用いておもりの位置を表す。いま, 円板上で静止 ている観測者Aには,Pがr=ro の点に静止して見えた。 yo を1k, M, ω を用いて表せ。 2)こうなるために必要な角速度 ω に対する条件を表せ。 次に,Pをみぞに沿って外側に動かし, 点0からの距離の点で静 かにを放したところ, P はみぞの中で運動を始めた。 (3)Pが位置にあるときAが見る加速度をαとすると. Aが書くべ 運動方程式はどのようになるか。 みぞ方向外向きを正とする。 8本の 全の位置を、その代わりにから測ってxYを用いて表 の位置をrの代わりにro から測って x=r-ro を用いて表 すと,運動方程式の右辺の力はLx の形になる。 Lをk, M, ω を 用いて表せ。 Pを放してからばねの長さが最小となるまでの時間, ばねの長さ の最小値,およびAが見るPの最大の速さをk, M, w, Yo, ni のう ち必要なものを用いて表せ。 (北海道大) A

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