物理基礎の力のつり合いの問題です。 解法がわからないので解説よろしくお願いします

B 430d TE 号 氏名 3 傾き 45°のなめらかな斜面の下端にばね定数 49N/m の 軽いばねの一端をつけ、 他端に質量 0.20kgのおもりをつ けて斜面で静止させた。重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) おもりが受ける弾性力の大きさ F [N], 垂直抗力の大 きさ N [N] を求めよ。 (2) ばねの自然の長さからの縮み x [cm] を求めよ。 (1) 0.20 kg 49 N/m 2N 09999999 45°

なぜこうなるのですか？

力のモーメントはつりあい, N の作用 点は剛体の端のほうへ移動していく 剛体が傾くかすべりだすかの条件 )摩擦力が十分に大きいと仮定して,剛体が傾く 瞬間の摩擦力の大きさFを求める。 ○Fと最大摩擦力 μNとの大小関係を考える(μは静止摩擦係数)。 F<μN すべる前に 傾き始める UN 静止摩擦力 F F>µN 傾く前に すべり始める

電子振り子についての問題です。 (2)の答えがあっているか、教えてください"(_ _ ) お願いします。

3. 電気振り子 図のように, 正電荷Qをもつ小さな金属球 A を糸でつるし, 負電荷Qをもつ小さな金属球Bを近づ けると、糸は鉛直方向から30° 傾いて静止した。 このとき, 両者は水平に距離 はなれていた。 A の質量を m, 重力加 速度の大きさをg とする。 (1) A,B間にはたらく静電気力の大きさを, mg を用い て表せ｡ Tsin30=F=1/1/2 Tcos 30 = mg ET 2 ↓ T = // mg よりK=ko F = = = = = = = = mgenix T imgを代入 1 === √3 mg -mg 30⁰ (1) より F://mgQ=1QnxQB|=2Q 答 sin30° /mg (2) Qを,m,g,r, およびクーロンの法則の比例定数ko を用いて表せ。 F=kQAQE koro //mg r² a- mgr ² = 10 Q x 2ko COS30° A B

問5でなぜ速さが一定となるのでしようか。起電力と誘導起電力が等しくなったのちも、どうせ導体棒には下向きの重力が働いて下向きの加速度が存在すると思うのですが、、

全統模試】 数αは0 Jo 1+x² す定数とす C2:y 有してい 第1回転 全統検 全統 2020 3 (配点33点) 図1のように、鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レールXYが開隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で1. 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。水平 (1 部分の左端には、抵抗値R の抵抗R. 切り替えスイッチ S. 起電力の電池Eが接続 されている。 レール関には、長さん抵抗値 R. 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま。 レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして, 以下の問に答えよ。 RIIT レール Y 111 R, m レールX 図1 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 を与えたところ、 やがてPP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。 このとき、 金属棒PP' をP'か Pの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, B, を用いて表せ。 (2) 抵抗 R と金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I L, B, を用いて表せ。 (3) 金属棒PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにaとし a LLBを用いて表せ。 (4) 加速度αを, m, R, LB, を用いて表せ。 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり、その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 問4 傾斜部分を運動し、金属棒PP' の速さがとなったとき､ PP' の加速度を求めよ。 ただし、加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 5 やがて金属棒 PP は傾斜部分で一定の速さとなる。 このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と金属棒PPでの消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P.m, g, eを用いて表せ。 usina ひひ V=UBX 30 IBR 運動方程式 ・3 →ひ 5, -B 運動方程式 usont (2) ZRI=ひBℓ (3) ma=-IBR (4) 3 問2.RとPで発生したジュール熱の和は1/21m² どちらも抵抗値が同じなのでRでのジュール熱は Q = = = =^ mus ² = = myst 3, BO aBl →F md = ミラデ+I'Bl TB 一定の速さ⇒ al=0. E Bl a=- DATE IBT ucose [Bl coso UB²³1² 2m² 導体棒の速さがひとなった時 ザックの法則 E-UBX= ZRI! 4 3 E ・千 mgy PPに流れる電流ⅠはRRI=E-UBWSO Ⅰ = (E-uplus) Bl 2R 4 a's (E-VB) Bl 2m ma= mgsing + IB co so a= gsind t 15ftinec w+msing xひたエレン ==ma². (E-valcoso) By coso 2 91= Wil cost ネルギー保存 (Wingsing. u = (P) P-W mgsing 2 辞ックのし 仕

2番はなぜ重力=万有引力-遠心力となるのでしょうか？

200 重力の大きさ 地球の質量を M, 半径をR, 自転の角速度を w,万有引力定数をGとして,質量mの物体にはたらく重力を地球の 自転を考慮して求める。 (1) 北極での重力を求めよ。 TAM- (2) 赤道での重力を求めよ。 1+8 A LAILL 141A+DU -206 THE I++ ✓ 11/48 Jw ① 北極 赤道 の道を

万有引力=mgと考えて良いということですか？ (gはその場における重力加速度)

① 地球上 ② 高さん Mm R2. 重力の大きさ mg = G- ←地球 あ 重力の大きさ mg' = G GM全 重力加速度の大きさ g= R2 [注 GやMが与えられていないとき GM=gR2 の式を用いるとよい Mm (R+h)2 GM 重力加速度の大きさg'=(R+h)²

この問題の赤線の部分の1.2はなぜマイナスなのでしょうか？ もし良ければ、図解をお願いしたいです。

(3) なめらかな水平面上を速さ 1.2ms ですべ ってきた質量 10kgの物体を、ひもで引いて 2.0秒間で停止させた。 等加速度直線運動をし たとすると, ひもの張力の大きさは何Nか。 Stop 10kg すべってきた向きを正とすると、物体の加速 度αは、 a=1.2/2.0=-0.60m/s²となる。 道 動方程式 ma=Fから, ひもの張力 T は, T=10×(-0.60)=-6.0N 大きさは6.0N

物理基礎で解説を読んでも答えがなぜこうなるのかわかりません。どなたか分かりやすく教えてくださるとありがたいです🙇

73. 力のつりあい図のように、重さが2.0Nの物体を糸でつった。 (1), (2)の物体にはたらく力をす べて図示し, 1,2の張力の大きさを求めよ。 ただし,√2=1.41 とする。 (1)√ (2) et 1/2×2=2.0 T 糸 1 容糸1: 2.0N m知識 60% 602 T 2.ON 糸2: T2 = Tisin450 45 = 2√52 × 15/2/2 2.0 2.0 NO 1:2.8N (鉛直方向) -Ticos430=2.0 TiSiN 2.0N *2 Tix = = 2 T=22 *2: 2.0N =2x1.41 2.82

なんで位置エネルギーを使う時と使わない時があるのですか？

2 では、万有引力による位置エネルギーGmM, Y 〈問9-3 質量mの人工衛星が右ページの図のように、質量Mの惑星を焦点の1つとするだ 円軌道を描きながら運動している。 万有引力定数をGとして以下の問いに答えよ。 (1) A点とB点における人工衛星の速さをそれぞれG, M, R. rを用いて表せ。 A点で人工衛星を加速させ、速さがになった。 (2) 加速させる速さによっては, 衛星は軌道から外れ, 無限の彼方へと飛んでい くことがある。 衛星が無限遠に飛んでいくためのμに関する条件を求めよ。 まず, A点における速さと, B点における速さをそれぞれv,Vとします。 ここでまず思い出してほしいのは「面積速度一定の法則」 です。 9-1 でやったように, 長軸上に物体があるときを考えると, 面積速度が一定です から 解きかた (1) 1/2rv=1/12 RV① 2" 解きかた B点での面積速度 を用いる問題を解いてみましょう A点での面積速度 もう1つ、万有引力の問題では 「力学的エネルギー保存則」が重要です。 衛星は運動エネルギーと万有引力による位置エネルギーを持っています。 ます。 衛星には万有引力しかはたらきませんから,これらのエネルギーの総和は保存し よって、力学的エネルギーの保存を考えて mM 2 m² + ( - 6 m ) = /2 m² ² + ( - GR A点での位置エネルギー A点での運動エネルギー R v=√2GM r(R+r) R(R+r) ....... ② B点での位置エネルギー B点での運動エネルギー そして ① ② 式を連立して解くと (右ページで式変形は解説) V=√2GM 問 9-3 補足 1 A (1) 面積速度一定の法則(ケプ ラーの第2法則) より 2 1 ミ RV...... ① 2 質量 m B点での面積速度 ①②より ① より V= 質量 M A点での面積速度 力学的エネルギー保存則より A点での運動エネルギー Y R -G mM 1 / m²³² + ( - 6 mM ) = 1/2 m² ² + ( - 6 m). -G 2 Y R A点での位置エネルギー v= 2GM v...... ③ ③ ④ より ぴー ③ よりv=2GM R2 R2-2 R2 ②より-V=2CM(121-1212)=26 R R R r(R+r) i=2GM- i=2GM r R(R+r) B点での運動エネルギー R-r rR R-r rR v=2GM 万有引力による位置エネルギー " B wwwwwww B点での位置エネルギー V= 2GM- R r(R+r) R-r rR ****** わ~! 大変な 計算だぁ~」 T R(R+r) ちゃんと 自分で 解いてみる のだぞ 237 CO 9

(2)と(3)の解説お願いします。

3. 次のI~Ⅲの各問いに答えよ。 I 右図のように, 水平な床の上に質量 0.80kgの物体と質量 1.2kg の板 が重ねて置いてある。床と板の間には摩擦はなく、板と物体との間の *静止摩擦係数は0.50,動摩擦係数は0.25 である。重力加速度は 9.8m/s2 とする。 【有効数字2桁】 (1) 板を水平方向に 2.0N の力で引いたとき、物体は板の上をすべ らず、板と一体となって動いた。 板の加速度の大きさはいくらか。 (1) のとき, 板と物体との間の摩擦力の大きさはいくらか。 (3) 板に加える水平方向の力Fを次第に大きくしていったところ、ある大きさをこえたとき,物体は 板の上をすべり出した。 F の値はいくらか。 0.80 F'= μ'n of ma= M=0.50 μ'=0.25 F F' 19 物体 0.80kg H 板 12kg 床 X = g=9.8 200N F 200×9.8