回答

✨ ベストアンサー ✨

どうぞ

あやか

B地点でのつりあいがわかりません。
考え方を教えてもらえますか?

たまご

小球が空中に離れている場合を考えているので、地面と接していないため垂直抗力は働きません。
よってN=0です

あやか

mg sinQのところにrはないんですけど、なぜですか?

たまご

(2)では力の釣り合いでしか考えていないので、mg「R」になることはないんじゃないでしょうか
私の画像の右上に小さいですが一応力の図示はあります

あやか

なるほど、ありがとうございました。

あやか

釣り合いの問題なんですけど、解説お願いできますか?

たまご

すいません。結構考えたのですが、自分のなかで納得のいく回答が出ませんでした。
大変申し訳ないのですが、先生に聞いてもらってもいいですか?
お力になれなくてすいません。
一応似たような問題があったので、掲載しておきます。参考になればと思います。

https://www.rikagasuki.com/2015-4-b

あやか

いえいえ!いつもありがとうございます。
たまごパワーさんには感謝してもしきれません。

あやか

すみません。運動の問題なんですけど(b)わかりますか。θを使わずに高さを求めるんですけど、求められなくて。

たまご

勝手にsinθとか置いてもいいんですよ。ただ、その物理量は消す必要があります。
この場合計算の過程では出てくるけど、答えには出てこないって感じですね。

あやか

右辺の式は位置をYとしてると思うんですけど、
g sinθには質量のm、Mはいらないんですか?

たまご

使っている式は、等加速度運動の式です。
運動は斜面の方向なので、加速度と変位の向きを合わせる必要があります。
重力加速度gは斜面下向きにはたらいているから力の分解からgsinθが斜面の方向に向かっているとわかる
ここでhは斜面の進んだ変位にsinθをかけたものだからysinθ=h
力学的エネルギー保存則も力のつりあいも式として使っていないので、mgsinθやMgsinθとなることはないです

あやか

左辺の式は、初速の二乗で引くと思うんですけど、
衝突後の速度で引いてもいいんですか。

たまご

衝突して一体化した物体を新たな物体としてみています。
新たな物体がθの斜面下から速さV'進んでいると考えているので図のような式になります

あやか

わかりました。ありがとうございます。

あやか

すいません。(8)はなぜ、Ωを求めなければならないのか、おしえてもらえますか。

たまご

結構わかりやすいよう頑張ったつもりなのですが、どうでしょう

あやか

Rを求めないとロスは求められないってことですよね?
P(W)自体は電流✖︎電圧でも求められると思ったので、
なんで、わざわさΩを求めなければならないんだろうと思いました。

たまご

R1やR2に流れる電圧はどこにも記載されてませんよ
あくまで回路の起電力が25000や5000Vなのであって、抵抗の電圧と同じじゃないですよ
電流は枝分かれとかしてないので、回路全体に流れる電流と抵抗を流れる電流は等しいからこの式が使えるのです

あやか

なるほど。納得しました。
ありがとうございます。

あやか

すいません。(2、3)なんですけど10のマイナス2条になる理由を教えてもらえませんか。

あやか

(b)の計算の仕方がわからないです。
この後どうすればいいですか?

たまご

解説と同じ内容じゃなく、理由も含めたので伝わるといいのですが

あやか

私が送った3枚目の写真の計算方法ってわかりますか?

たまご

失礼、私の式と質問者さんの式が恒等式になるかということで結構時間かかりました。
結果R=20のときI=5となるので私の式でも行けそうです

ちなみに質問者さんの計算では写真のようになります。

正直この問題の解説を作った人にこの解き方をした理由を聞きたいですねw
合成抵抗使わなくてもキルヒホッフ第2法則を使えば見にくい式にならないし、そもそも立式が多すぎる。
なにより、5Ωの抵抗の電圧の降下を求めるのが1番無駄

あやか

確かにこっちの方がわかりやすいです。
ありがとうございます。

あやか

内容の似た問題なんですけど、なぜ 1枚目の方は
加速度、仕事がマイナスにならないかわかりますか?

あやか

3枚目の答えです。こちらは(3.5)仕事、加速度がマイナスになってます。

たまご

まず、1枚目は加速度と仕事共に大きさを聞かれているので、マイナスであれプラスであれ値は必ず正になります。
一方で3枚目は、大きさを聞かれてませんから、負の値をとる事があります
(3)でLへ進む方は右であるのに対しブレーキは左向きにはたらく力なので、Lへ進む間に邪魔し続けたことになります。
まぁ、分かりやすく言うと
獰猛な犬がL離れた木へ向かおうとしているのを、人が首輪で行かないように引っ張っている感じですね。
犬からしたら人は進むのを邪魔する存在。すなわちブレーキ代わりというわけですね
ちなみに負の仕事は存在するのでこれはマイナスのままでいいと思う。
問題は(5)
(5)では、加速度はブレーキ以外はたらいていないので、仮に左向きを正とすると運動方程式より ma=F
よって加速度aは左向きにF/m
加速度の場合は○○向きに (加速度の大きさ)の方がいいかも
もしこの回答が先生のやつとかならセンスないね。だって加速度のとり方は与えられてなかったら自由だし
ましてやどうみたって加速度は左にはたらくんだから左向きを正にとるのが普通だと思う
加速度を右向き正としてないのにa=-F/mじゃ意味がわからない
もし等加速度の式を使うなら右に運動する。加速度の向きと逆だから加速度がマイナスになるっていうのは分かるけど

あやか

なるほど。わかりました。ありがとうございました

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