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理科 中学生

中学3年の滑車を使った問題です。(左下から右ページまでの) (1)(3)(4)が分かりません💦答えの求め方が分からないので教えて頂けたら嬉しいです。

物体Aを斜面上に置いた。静かに手をはなしたところ、物体 A. Bがゆっくり動きだしたので、 図1のように、物体A, Bが床から同じ高さになるように,物体Bを手で支えた。その後 にあてはまる最も適当なことばを,それぞれ書きなさい イ 実験2 わの一端と物体Cをひもでつなき、 ばねの他端を手で持ち, ばねが斜面と平行になるよ 千葉県公 和2年度前期選学 ア 実験1で用いた斜面上に物体Cを置いたところ, ばねののびは6cm であった。 次に。 東→ 北 物体Cが移動している間、はねののびは. つねに6 cmであった。 出田したばねは、ばねに加えた力の大きさとばねの長さの関係が表のとおりである。 東 エ 北極駅 ウ 表 加えた力の大きさ (N) 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ばねの長さ (cm) 東→ 東一 |-西 図2 「y 2 会話文中の ひも 1.5m 物体C 移動距離 2.5m。 らそれぞれ一つずつ選び、その符号を書きなさい。 イ 午後8時頃 0.9m ウ 午後10時頃 ェ 午後11時頃 斜画 ア 午後7時頃 4 図1で、観測した場所での地平線から北極星までの角度を測ったところ,35°であった 図2で、観測した場所でのリゲルの南中高度を測ったところ,47° であった。リゲルが1。 地平線の下に位置するために観測できない地域として最も適当なものを,次のア~エのうちんと 一つ選び、その符号を書きなさい。ただし,観測は海面からの高さが0m の場所で行うものと 1.2m (1) 実験1で、物体A. Bを同じ高さで静止させるためには, 物体Bを何Nの力で支えればよい か、書きなさい。 する。 ア 北緯 82°よりも緯度が高いすべての地域 ウ 南緯 82°よりも緯度が高いすべての地域 2 実験1で,ひもを切ると同時に物体Bから手をはなした場合,物体A. Bの高さが床から イ 北緯 55°よりも緯度が高いすべての地域 ェ 南緯 55°よりも緯度が高いすべての地域 半分に達したときの, 物体 A と物体Bの運動エネルギーの大きさの関係について、簡潔に書き 5 カのつり合いと、仕事とエネルギーについて調べるため,次の実験1,2を行いました。 これに なさい。 図3 かっしゃ 関して、あとの(1)~4の問いに答えなさい。, ただし, 滑車およびばねの質量, ひもの質量およびの (3) 図3は、実験2で、 物体Cを斜面上に静止させた |まきつ ていこう び縮みは考えないものとし,物体と斜面の間の摩擦、ひもと滑車の間の摩擦, 空気抵抗はないもの ときのようすを模式的に表したものである。 このと とします。また。質量 100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。 き,物体Cにはたらく力を, 解答用紙の図中に矢印 物体C 実験1 でかきなさい。ただし,力が複数ある場合はすべて 2 質量が等しく、ともに2kgの物体Aと物体Bをひもでつなぎ、そのひもを滑車にかり。 かき、作用点を● で示すこと。 また, 図3の矢印は、 斜面 実験2において斜面上に静止している物体Cにはた らく重力を示している。 ひもを切ると同時に物体Bから手をはなし、物体A, Bの運動のようすを調べ。 4 実験2で用いた物体Cの質量は何kgか, 書きなさい。 また、 物体Cを斜面に沿って0.5m 図1 引き上げたとき、ばねを引いた手が物体Cにした仕事は何」か、 書きなさい。 普車。 しんおう 中国地方で発生した地震Iと地震Ⅱについて調べました。 図は,地震Iの震央×の位置と、 各観 開地点における震度を示しています。 また表は、 地震Ⅱで地点A~F にP波, S波が届いた時刻を 欲していますが, 一部のデータは不明です。 これに関して、 あとの(1)~(3)の問いに答えなさい。 物体B、 ーリも 1.5m 一物体A m 物体A,Bの高さ 料面 水平な床 12m -214 215

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物理 大学生・専門学校生・社会人

力学・剛体の問題です。 (1),(2)は恐らくこれかな?という解を求めましたが、(3)以降が分かりません。

以下の問1, II に答えよ。 zA I. 質量m、半径r、厚さ、高さんの密度が一様な剛体とみなせる円 筒(図1)が、水平な床の上を初速度の大きさ 、初角速度の大きさ woで投げ出され、倒れずに滑っていく運動を考える。円筒底面の中 心を原点とし、円筒とともに移動する座標系のz, y, z 軸および偏角 9を図1のように定義する。y軸の正の向きは常に円筒の進行方向と する。偏角0の位置にある円筒底面が床から受ける単位面積あたり の垂直抗力の大きさ N(0) と動摩擦力の大きさ F(6) の間には、μを 動摩擦係数として比例関係 F(6) = μN(0) があるとする。 b 図1 重力加速度の大きさをgとし、重力はz軸の負の向きに働く。また,円筒の厚さ6は半径rよ り十分小さいとする。空気抵抗の影響は無視して、投げ出された円筒の運動に関する以下の問 いに答えよ。 まず、回転させないで円筒を投げ出す場合 (wo = 0) を考える。 (1) 投げ出した円筒の底面全体が受ける垂直抗力および動摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 投げ出した円筒が動摩擦力を受けて静止するまでの距離を求めよ。 (3) 円筒に働く慣性力による原点まわりのトルクの大きさを求めよ。 (4) 投げ出した円筒が床の上を滑っているとき、円筒底面に働く垂直抗力は一様ではない。円 筒の前方(0 =T/2付近)と後方 (0 = ーT/2付近)のどちらの垂直抗力が大きいか、理由と ともに答えよ。 以下では、円筒底面に働く単位面積あたりの垂直抗力の大きさが N(0) = a+ Bsin0 と表せる と仮定する。ここでa,Bは定数とする。 (5) 垂直抗力による原点まわりのトルクの大きさをa, 8, r, bのうち必要なものを用いて表せ。 (6) 円筒が倒れずに滑っていくための条件をん, r, uを用いて表せ。 次に、右回り(z軸の正の向きから見て時計回り)に回転させて円筒を投げ出す場合(wo 0) を 考える。 (7) この円筒のz軸まわりの慣性モーメント「および円筒とともに移動する座標系での投げ出 した直後の運動エネルギーを求めよ。 (8) 円筒底面に働く動摩擦力の0依存性により、円筒の軌道は曲がる。その曲がる向きを理由 とともに答えよ。

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物理 高校生

2 が点Oのまわりで力のモーメントの和が0となる という意味が分かりません。

eellle 62 I章 カ学I 基本問題 128, 132, 133 基本例題15力のつりあいとモーメント 図のように,長さ 1.0mの軽い棒の両端A,Bに, それぞれ重さが 30N, 20N のおもりをつるし,点0 にばね定数2.5×10°N/m の軽いばねをつけてつるし たところ,棒は水平になって静止した。次の各問に答 えよ。 (1) ばねの伸びはいくらか。 (2) AO の長さはいくらか。 2.5×10°N/m 0 B A 1.0m 30N 20N の弾性力の大きさは,(2.5×10°)×x[)である。 鈴直方向の力のつりあいから, (2.5×10°)×x-30-20=0 (2) AOの長さを1[m]とすると,BO の長さは, (1.0-1) [m]と表される。点Oのまわりで力の モーメントの和が0となるので, 30-20(1.0-1)=0 指針 棒(剛体)は静止しており, 棒が受け る力はつりあっている。また, 力のモーメントも つりあっている。(1)では, 鉛直方向の力のつり あいの式を立てる。(2)では,点Oのまわりの力 のモーメントのつりあいの式を立てる。 解説 (1) 棒が受ける力は, 図のようになる。ば ねの伸びをxとする と,フックの法則OL F=kx から,ばね x=0.20m 1=0.40m (2.5×10) Xx[N] (Point 力のモーメントのつりあいの式を立 てるとき,どの点のまわりに着目するのかは任 意に選べる。計算が簡単になる点を選ぶとよい。 30N 20N

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