物理
高校生
物理の斜面上の運動です。
ほぼ全て分からないので解説をお願いしたいです🙇🏻♀️
41の(1)は比率をなんのために出しているかがわからないです。
(2)は自分は3枚目の写真の求め方で出したのですがこの計算式はこの問題にあっているのかを知りたいです、
(3)は質量を変えても答えが(2)と変わらないのがよくわからないです。
42は全て解説お願いしたいです
41. 斜面上の運動 傾きの角が30°のなめらかな斜面に質量 2.0kgの物体
Aを置いたところ, 物体Aはゆっくりとすべり始めた。 重力加速度の大きさを
9.8m/s² とする。
(1) 物体Aが斜面にそって下向きに受ける力の大きさF [N] を求めよ。
(2) 物体Aの加速度の大きさα [m/s²] を求めよ。
(3) 物体Aのかわりに質量1.0kgの物体Bを置いた。 加速度の大きさαB [m/s²]
を求めよ。
(1) 14.2
(2)
■ 斜面上の運動
傾きの角が30°のなめらかな斜面上に質量 5.0kgの物体を
, これに糸をつけ, 斜面に平行に上向きの力を加えて, 物体を引き上げたり下ろ
りした。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。
の張力の大きさが40Nのとき, 物体の加速度αはどの向きに何m/s2 か。
■体の加速度が斜面下方に 1.9m/s² のとき, 糸の張力の大きさは何Nか。
(1)
30°
(3)
30°
(2)
20kg
20
例題 1
16 第4
41.
な方向では力がつりあっ
ている。一方、斜面に平行な方向では重力の分
力によって加速度が生じる。
(1)物体の質量を
きさをg=9.8m/s とおく。 物体Aには、重力 mg と斜
面からの垂直抗力がはたらく。
物体Aが、斜面にそった方向に受ける力は、重力の斜面
に平行な方向の分力 (下向き)である。
130
直角三角形の辺の長さの比より
F: mg=1:2
2 図より
よってF=mgx-
×/12/2
よって α=4.9m/s²m
=2.0×9.8×12=9.8N
(2) 斜面にそって下向きを正の向きとし、運動方程式
「ma=F」 を立てると
2.0×α=9.8
重力加速度の大
2.0kg.
mg
よって α=4.9m/s²
(3) 物体Bが斜面にそって下向きに受ける力の大きさは,
(1)と同様にして
F'=
=1/12mg
=1.0×9.8×12=4.9N
斜面にそって下向きを正の向きとし, 運動方程式
「ma=F」 を立てると
1.0×αB=4.9
補足
大きさをNとおくと、 直角三角形の辺の長さの比より
mg:N=2:√3
N=mgx3=2.0×9.
2.0×9.8×3
=9.8√3=9.8×1.73≒17N
mng
垂直抗力の
参考斜面に垂直な方向の力はつりあう。
2
mg
N
F=mgsin30°=mg×123-
-=9.8N
物体が動きだす向きを正の向きとした。
[参考] なめらかな斜面上をすべる物体の加速度は、物体の質
によらない。
42.
よって
Point! 物体には斜面にそって上野色
張力、斜面にそって下向きに
たらき、この合力で加速度を生じる。一方､
面に垂直な方向には垂直抗力と重力のカ
について、斜面にそって上向きを正として、
面方向の合力を求めて運動方程式を立てる。
(
物体にはたらく力は図のようになる。
すなわち
mg=5.0×9.8N
重力の斜面方向、斜面に垂直な方向の分力の大きさと
直角三角形の辺の長さの比より
Wx: mg=1:2
ma=T-mgx-
w.
12
2
斜面の上向きを正とすると, 運動方程式 「ma=F」は
1/12/2
補足 0
Wx=mgx-
5.0×α = 40-5.0×9.8×-
0×9.8×/1/201
WA
30 W₂
よって α=3.1m/s²
正の値なので斜面方向上向き
(2) (1)と同様に ma=T-mg×1/12 の式に
α = -1.9m/s² を代入して
60°
正の
5.0×(-1.9)=T-5.0×9.8×/1/2
T=5.0×(4.9-1.9)=15N
30°
向き
W,
43.
mg
2 x は次のように求めることもできる。
Wx=mgsin30°= mg×12 1
3斜面の上向きを正としたので、 答えが正ででれば上向きであり
下向き 1.9m/s" ならばα=-1.9m/s"となる。
217.6
(2) ma = mgsind
/20 = 2x9.8x sin 30
9,8
20=19.6x² =
a = 4₁9
9.8
2/17.6 27
X6
47m/2²
4.9
18
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