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物理 高校生

ㆍ物理の等速円運動の加速度のところです。 ㆍ?ᆢ写真2枚目の2行目のオレンジ線の部分vωはどのから導けるかがわからないので教えていただけると助かります。

運動の加速度(PAL) B 周期と回転数 period r 27 等速円運動する物体が回転する時間を周期という。等速円運動の 半径を [m], 速度を w [rad/s], 速さを v[m/s], 周期をT[s] とする と、1回転したときの物体の移動距離は円周 2[m] であるから (πは円 2周率)(60)を用いると次の式が得られる。 @a き 270 2π と TU (T) T= ビー W= ‣ p.65 r (61) v=rw (60) ①秒 当たりの回転の回数を回転数という。回転数の単位にはヘル 記号を用いる。 回転数 [Hz] と周期 T の関係は次のようになる。 wwww れ n = ①回転する時間 (62) また,(61),(2)式より, ωとnの関係は次のようになる。 w = 2πn w ✓ 問20 半径 0.40mの円周上を1分間に15回転する等速円運動を考える。 このときの 周期 T[s],回転数 n [Hz], 角速度 [rad/s], 速さ [m/s] を求めよ。 (63) C 等速円運動の加速度 等速円運動では,速度の大きさ(速さ)は一定だが,その向きは常に変 化しているので、速度自体は変化している。つまり,加速度が生じてい る。この加速度 [m/s] を求めてみよう。 p.12~13 ④=wt 図52 ③のように,半径 [m]の円周上を角速度[rad/s] で等速円運 |動する物体を考える。 時間 4t[s] の間に角40[rad〕 (= w4t)だけ回転し, 速度が [m/s] から [m/s] になったとする。 このとき,速度の向きも 10 だけ回転するので,とのなす角は40である(同図⑥)。 JAA 経過時間 4t を短くしていくと, 40も小さくなっていく。このとき, 速度の変化に垂直な向き, すなわち、円の中心を 向くようになる。 等速円運動の加速度は,a 40→おわつはのめ At で与えられるから おわりひ と同じ向き,すなわち、円の中心方向を向く(同図◎,③)。 1回転するときの角は2πrad(=360°) なので、これを角速度で 期Tが求められる, と考えることもできる。 2 回転の回数や回転角はいずれも無 次元は[TJ]であるし て周 しまじめ 5

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物理 高校生

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)。

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理科 中学生

(3)についての質問です。 答えは図3が同じ、図4が逆です。 なぜこの答えになるのかが分かりません。 考え方を教えてください。

モーターについて調べるために、次の実験を行った。これについて、あと の問いに答えなさい。 実験 図1のように、エナメル線を巻 図1 りょう いてコイルをつくり、両端部分はまっ Q [ 栃木〕 得点UP の エナメルを 半分はがす エナメルを 完全にはがす すぐ伸ばして、P側のエナメルは完全 にQ側のエナメルは半分だけをはが した。このコイルをクリップでつくっ た軸受けにのせて、なめらかに回転することを確認してから、コイルの下 N極を上にして磁石を置きモーターを製作した。 これを図2のような回 路につないで電流を流した。 回路のAB間には,電流の向きを調べるため LEDを接続して、この部分を電流がAからBの向きに流れるときに赤色が, BからAの向きに流れるときに青色が点灯するようにした。また,コイル は10回転するのにちょうど4秒かかっていた。 図2 クリップで つくった 軸受け スイッチ 電池 B Q P 青色LED N極 A 赤色LED 下面はS極 磁石 回転の向き 実験 II コイルの下にあった磁石を, 図3や図4のように位置や向きを変 図3 図4 N極 それぞれの場合についてコイル Q Q P P S極 が回転する向きを調べた。 (1) 実験において、2つのLEDのようすを説明する文として,最も適切な ものはどれか。次のア~エの中から選び、記号で答えなさい。 [ てんめつ ア 赤色のみ点滅し, 青色は点灯しない。 イ 赤色は点灯せず,青色のみ点滅する。 ウ 赤色と青色が同時に点滅する。 こうご ェ 赤色と青色が交互に点滅する。 (2) 実験において, 1分間あたりのコイルの回転数を求めよ。 [ (1) LED ] が正しい るときだ (3)実験IIで、図3や図4のように磁石を置いたとき,コイルが回転する向き ] は、実験のときに対してそれぞれどうなるか。 「同じ」 または 「逆」の 図3[ どちらかの語で答えなさい。 ] 図4[ (3) コイル 向きは, に影響 ]

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理科 中学生

(1)(3)の解説をして頂きたいです。 答え (1)ア (3)図3:同じ 図4:逆

7モーターについて調べるために,次の実験を行った。 これについて、あと の問いに答えなさい。 実験 図1のように,エナメル線を巻 図1 [栃木] 得点UP! りょうたん いてコイルをつくり,両端部分はまっ Q の すぐ伸ばして,P側のエナメルは完全 に, Q側のエナメルは半分だけをはが した。 このコイルをクリップでつくっ エナメルを 半分はがす エナメルを 完全にはがす じくう 2018 た軸受けにのせて, なめらかに回転することを確認してから、コイルの下 にN極を上にして磁石を置きモーターを製作した。 これを図2のような回 路につないで電流を流した。 回路のAB間には,電流の向きを調べるため LED を接続して,この部分を電流がAからBの向きに流れるときに赤色が, BからAの向きに流れるときに青色が点灯するようにした。 また,コイル は 10 回転するのにちょうど4秒かかっていた。 図2 125 クリップで つくった Q 軸受け スイッチ電池 B 500 青色LED N極 A 赤色LED I 8.0 オ100 下面はS極- 磁石 回転の向き 1000 ¥2000 t 実験 II コイルの下にあった磁石を, 図3 図4 図3や図4のように位置や向きを変 え、それぞれの場合についてコイル が回転する向きを調べた。 N TEVER Q Q. 101 P 10+ P (1) 実験において、 2つのLEDのようすを説明する文として,最も適切な (1) LED は,電流 ものはどれか。 次のア~エの中から選び, 記号で答えなさい。 [ てんめつ ア 赤色のみ点滅し, 青色は点灯しない。 イ赤色は点灯せず, 青色のみ点滅する。 ウ 赤色と青色が同時に点滅する。 こうご エ 赤色と青色が交互に点滅する。 ] が正しい向きに流れ るときだけ光る。 (2) 実験において, 1分間あたりのコイルの回転数を求めよ。 [ ] (3) 実験II で,図3や図4のように磁石を置いたとき, コイルが回転する向き は、実験のときに対してそれぞれどうなるか。 「同じ」 または 「逆」の どちらかの語で答えなさい。 図3[ (3) コイルが回転する 向きは、磁界の向き ] 図4 [ に影響される。 ]

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