（5）どう考えたら解説の式になるんですか？ 教えて欲しいです

B リード C 基本例題 12 等速円運動 >>44,45,47,48 なめらかな水平面上の点に、長さ0.50mの軽い糸の一端を固定し、他端に質量 1.0kgの物体をつけ, 速さ 2.0m/s の等速円運動をさせた。 (1) 等速円運動の周期 T [s] を求めよ。 (2) 物体の角速度 の [rad/s] を求めよ。 (3) 物体の加速度α [m/s'] の向きと大きさを求めよ。 (4) この運動を続けるのに必要な向心力 F〔N〕 の向きと大きさを求めよ。 (5) 糸が18Nまでの張力に耐えられるとするとき, 最大の角速度' [rad/s] を求めよ。 脂糸の張力が等速円運動の向心力の役割をしている。 2πr 緊習 (1) 等速円運動の周期の式 「T= V 第4章●等速円運動慣性力 31 より T 2×3.14×0.50 2.0 -1.6s (2) 等速円運動の速度の式 「v=yw」より -=4.0rad/s 2.0 V r 0.50 (3) 等速円運動の加速度の式「α=rω°」 より α = 0.50×4.02-8.0m/s2 KKS 向きは円の中心点0を向く。 (5) 角速度が最大のとき F=mrw=18 が成りたつ。 〈物体 向きは円の中心点0を向く。 (4) 等速円運動の向心力の式「F=mrw²」より F = 1.0×0.50×4.0² = 8.0N 2.0m (5 Somat F=1.0×0.50×⑦=18 よって 36 ゆえにω'=60rad/s 5 "L 1

5（3）教えて欲しいです 答えは書いてあるとおりなんですが、なぜこの問題で向心力をMAとおけてるのかわからないです 僕は 物体に観測者を乗せたところ観測者から見て物体は静止してるように見えるから力のつりあい式を考えた時に 張力T（=向心力として働く）+鉛直方向に分解し... 続きを読む

(3) 加速度の大きさ 5. なめらかな水平面上で,質量 0.50kgの小球をつけた長さ 2.0m の糸 の他端を中心にして,角速度 3.0rad/sの等速円運動をさせた。 次の 値を求めよ。 (1) 速さ [m/s] (2) 加速度の大きさ a [m/s'] ③3円運動を続けるのに必要な力の大きさ F〔N〕 6. 下向きの加速度 2.0m/s2 で下降中のエレベーターの中に質量 50 けたらく慣性力の大きさf〔N〕 と向きを求め A & 2.0m ↓ 20m/0²

ここの三重根の外し方を教えてください。 どういう計算するんですか？

解説 (1) 静止衛星は. T=24×60×60 = 8.64×10 (2) 角速度w [rad/s] は, 2π 2×3.14 -=7.26x10-57.3x10-5(rad T 8.64×10' (3) 万有引力が向心力となって円運動をするので、静止 質量を m〔kg〕,軌道半径を [m], 地球の質量をM 万有引力定数を G[N･m²/kg] とすると, 円運動の運 式より, @= mrw² = G Mm GM __ (6.7×10-11) × (6.0×1024 ) w² (7.26×10-5)2 7³ = ≒ =7.62... × 1022 ≒7.6×1022 ゆえに,r= 3/76×107≒4.2×10'[m] Mm 22 162 0.64 倍 解説 地球の質量を M, ある物体の質量をm, 万有引力定 とすると. mg' = G Mm R+ 20 2. R2 4 = G Mm 5 (FR) 16 16 Mm G R2 = 12 25 2

物理基礎　単振動 なぜこれは加速度がマイナスになるのでしょうか？

Step 2 解答編 p.74~79 月 139 単振動次の ]を埋めよ。 単振動は,一般に ① 運動する物体の正射影とし て表される。円の半径をA, 角速度をw, 時刻 0 のときの物体の位置をPとすると, 時刻におけるス クリーン上のx座標はx=② と表される。 時刻 t におけるスクリーン上の単振動の速度を 加速度を a αとすると,v=1 (3) a= ④ と表される。 α を x を用いて表すと, α= ⑤ であ る。また、 v=⑥ が正に最大になるとき, ⑦ となる。 単振動において とよぶ。 質量mの物体にF = - Kx (K は正の定数)と表される wを⑨ A ような いて,T= 11 と表される。 a= 光 スクリーン (1) この単振動の周期はいくらか。 (2) この単振動の振動数はいくらか。 Twt -A JP 0リ 物体は単振動する。 このときの周期T は, m, K を用 力がはたらくとき, センサー 41 43, 44 140 単振動 原点 (x=0) を中心にæ軸上を単振動をしている物体がある。この物体は, 時刻 t=0[3] のとき,原点をx軸の正の向きに最大の速さ 0.30m/sで通過した。また, x=0.10[m]の位置における加速度の大きさは0.40m/s² であった。 (1) この単振動の角振動数はいくらか。 (2) この単振動の振幅はいくらか。 (3) この単振動の変位xの式と速度の式を求めよ。 センサー 44 物理 基礎 物理 141 単振動の周期 質量 0.50kgの物体が単振動をしている。 この物体には、振動の 中心から0.10mの位置で,振動の中心に向かう向きに80Nの力がはたらいていた。 = 3.14 とする。 センサー 41,42 10 142 水平ばね振り子 ばね定数が50N/m の軽いばねの一端に,質量 2.0kgのおもり をつけた水平ばね振り子がある。 ばねの他端をなめらかな水平面上の一点に固定し、お もりを水平面上でつり合いの位置から 0.30m だけ引いてから、静かにはなすと, おも りは単振動した。 π = 3.14 とする。 (1) この単振動の振幅はいくらか。 (2) この単振動の周期はいくらか。 (3) この単振動の振動数はいくらか。 (4) おもりの速さの最大値はいくらか。 (5) おもりの加速度の最大値はいくらか。 センサー 42,43, 44

【途中計算】どうやってもここの答えに辿り着けません。途中計算を教えてください。

Step 2 mgL したがって, T= VI2-22F 糸が切れないための張力の条件は,T≦3mgであるから mgL ゆえに,r≦ L 2√2 √I²-23mg 3 128 0.40 |解説| 求める静止摩擦係数をμ, 物体の質量をm[kg] とする 物体がすべり出す直前,物体には円の中心に向かって最 力F=μN=μmg(N〔N〕は垂直抗力の大きさ)がはたらい これが向心力となって等速円運動をする。 回転の周期を とすると,角速度w〔rad/s] はω=で与えられること 2π 解答編 p.65~68 円運動の運動方程式は, 2π\2 T mr =μmg これより、μ=- 4 4×3.14² × 010

回転する導体棒の電位の高さを求める時、ローレンツ力に用いる電流を求める際は、写真の鉛直下向きの磁場から右ネジの法則で電流の向きを求めてしまって大丈夫なのでしょうか？

基本例題52 磁場中を回転する導体棒 図のように,鉛直下向きに磁束密度B[T] の一様な磁場 中で,長さa〔m] の導体棒OP を Oを中心として水平面 内で回転させる。 棒 OP の角速度は ω [rad/s] である。 CR (1) 点OとPのどちらの電位が高いか。 30.0 SOU (2) OP間の誘導起電力の大きさはいくらか。 指針 ローレンツ力を受けて移動する電子 [B] 0 基本問題 327 電流の向き? Po[T] a [m〕 回転軸 w [rad/s] 間⊿t の間の、棒 OP の回転角はwdt なので,

（3）の問題で、回る人自身から見たつり合いの式よりV1を求められることは分かったのですが、 なぜそのつり合いの式で求めたV1が円運動を維持するための速さの上限だと分かるのですか？

〔B〕 2022 岩手大 <改>: 2/25. 前期 【理工,農】 図のように、 直方体でモデル化した自動車が半径r 〔m〕 の円形の水平なコース上を等速円運動している。 自動車と 運転者の合計の質量はM〔kg〕で,重心 G に集中している ものとする。 自動車がコースの外側に押し出されることを 妨げる摩擦力の最大値は、 自動車と路面の静止摩擦係数μ と 垂直抗力の積で表すことができるものとする。 また, 自動車 は運動中に路面から浮き上がらないものとする。 (1) 角速度をω〔rad/s〕 としたとき, 自動車の速さv 〔m/s] とコースを1周するために 必要な時間T 〔S〕 を、 それぞれg,r, M,ωのうち必要なものを用いて表せ。 (2) (1) のとき, 重心Gに作用する遠心力の大きさ F 〔N〕 を,g,r,M,vo のうち必要なもの を用いて表せ。 (3) 自動車が回転半径rの円運動を維持するための速さの上限 v 〔m/s] を,g,r,M,μのう ち必要なものを用いて表せ。 角速度自動車 (質量) 重心 G T 回転半径 上面 断面

基礎力学の問題です。問2(2)が分かりません。 力学的エネルギー保存則をどうやって使えばいいのでしょうか。教えていただきたいです。

問い (1) Y= l²- x² // dy de UA = (2) Ilcosa a h 2 e d de UxG = l² - 1² "XG₁ = = l sing 2 YG = Il cost 問2 (1) ①重心の座標を求める C (1) NA DE' (^15²1 (?, UA'= Uo の x² + √² cos ² α = l ² dx ax √e²-x² = lo d -X √e²-1² △=キリ÷時間に速き → x = 1 √ 1 - €105²α -1 1-½ cosa l²l²+²sa = Uo 0 -l√1- &103²α Il cos a ②速さを求める do d at do ·do (Il coso ) = dot (- 1 l sino ) = w ( - = lsino ) = - = lo sing -210√1-(05²α cosa I'mu² = I= M ( - Il cusing 1² = IM & etue sine g = do Vya = det do (Il sino) = doc (± l (050) = w (Il coso) = I lw coso G 01 at (2) 力学的エネルギー保存則/mu²+mgh二一定 & Me²w² singg mgh = M g (= lsing) = Mgl sind 2 = max² + mgh = { Me² w² singo + I My l sind = IM ( & l²w ² sin ³0 + ge sind )

物理、重要問題集の44の(4)で 解答のF=k(L-L0)=mg、つまり弾性力が重力と等しくなる理由を教えてください！

標準問題 A 必解 44. 摩擦のある回転台上の物体〉 水平面で回転できる回転台があって、 回転台水平面上の回転中心を点Oとする。 質量 m [kg] で大きさの無視できる物体Aを. 回転台上で点Oから [m]の点Pに置く。 物体と回転台の間の静止摩擦係数をμ. 重力加速度の大きさを g 〔m/s²] として,次の問い に答え (1) 回転台が回転していないとき, A にはたらいている力を図によって示せ。 (2) 回転台を角速度w [rad/s] で回転させる。 Aが点Pですべらないで回転台とともに回転 しているとき, Aにはたらいている力を, 回転台上でともに回転しながら観測するときと 回転台の外で観測するときとで, それぞれどういう力が観測されるか。 図によって示せ。 (3) 前問 (2)の状態からを徐々に上げていったら, w=w [rad/s] でAが点Pからすべりだ した。 μをlo, g, wo を使って表せ。 (4) 長さ 〔m〕 のつる巻き状のばねがあって,これにAをつるすと長さが 〔m〕 に伸びる。 ばねの一端を点0につけ, 他端にAをつけて回転台に置いた。 ばねの長さがZ] [m〕に伸び ているとき, Aが回転台上をすべらないで回転できるの大きさの範囲を答えよ。 μは1 より小さく, ばねと回転台の摩擦はないものとし, また, ばねの質量は無視できるものと する。 必解

問20 よろしくお願いします。

AxB= (AyBz - AzBy)e+ (AzB-AzBz)ey+(ABy-AyBェ)ez 19. 質点が原点を中心とする半径rの円周上を、一定の角速度ωで反時計回りに円運 動している. 質点は時刻 t=0にx軸上の正の位置にいた. (a)この質点の時刻t での位置ベクトルとx軸正の方向のなす角度 4(t) と位置べ クトルr(t) を求よ. (b) この質点の速度ベクトル v(t), 加速度ベクトル a (t) を求めよ. (c) 速度ベクトルは位置ベクトルと直交することを示せ. (d) 加速度ベクトルは位置ベクトルと平行で向きが逆であることを示せ. (e) 速度, 加速度の大きさをそれぞれ求めよ. 20. 質点が原点を中心とする半径の円周上を反時計回りに運動している. 質点は時刻 t=0にx軸上の正の位置にいた. (a) 任意の時刻tの時、 質点の位置ベクトルrとx軸の正の方向となす角度をy(t) とすると, r の成分を書け. (b) これより、 速度ベクトル , 加速度ベクトルαを求めよ. (c) 速度ベクトルは位置ベクトルと直交することを示せ. (d) 速度 加速度の大きさをそれぞれ求めよ. eva と er, e, との内積を作ることで, Ur, Up, ar, ay, ex を求めよ.