モーメントの正負の付け方を教えてください。 時計回りか反時計回りかで判断する、というのは分かるのですが、この問題の回り方がイメージできません。 mgcosθとNは斜面に垂直な力なので、そこに力を加えても動かないのでは、と思ってしまいます。Nがmgsin θと同じ向きになるの... 続きを読む

いを ーメ 2 A C BES 左図のように, 一様な物質でできた断面 ABCD をもつ質量mの直方体 がある。AB=CD=24,BC=DA=aであり,点 Gは直方体の中心の 位置を示している。直方体を,傾き角 0 が変えられる斜面に置く。重力加 速度の大きさをg とする。 (1) 直方体のBC を含む面にはたらく、斜面からの垂直抗力の作用点が, Bからだけはなれた点Eであったとする。点Bのまわりの力のモーメン トのつりあいを考えて, xを求めよ。 学 ーメン 穴 問

解説のABの電荷から出ている矢印がなぜこの向きなるのか分かりません

点 【解説】 第1問 小問集合 ばねaとばねbのばね定数をそれぞれka, k とする。 a と 今はともに自然長からしだけ伸びているので、おもりAとBの それぞれの力のつり合い式は以下のようになる。 kad=mg, k₁d=2mg AとBの単振動の周期をTA, TB とすると, ばね振り子の周期 これらより, a に対するbのばね定数の比は、2となる。 2m ka 【ポイント】 公式より、T=2= 2 である。以上より, ばね振り子の周期 m TB 2ka T: 周期 問2 帯電体Aは正電荷, 帯電体Bは負電荷なので,いずれも点 の答③ ばね定数の 質量 0につくる電場の向きはAからBの向きである。AとBの電気 量の大きさ Qが等しく,AOとBOの距離もRで等しい。 がって,AとBがそれぞれ点0につくる電場の強さ EA, EBは 等しく,点電荷による電場の公式より,E=EQとなる。 点電荷による電場を 以上より, AとBが点0につくる電場は, それぞれの電場を合 成して,A から B の向きへ強さ 2kQとなる。 R2 R2 また, 一様な電場からAには左向きに, B には右向きに静電気 力がはたらくことになる。 よって, 一様な電場をかけた直後、リ ングは反時計回りに回転しはじめた。 ジ E=kQ 電気量 Qの点電荷から距離離れて いる点の電場の強さ 22 : クーロンの法則の比例定数 電場の向きは Q0 のとき電荷から 遠ざかる向き, Q <0 のとき電荷に近づ く向き。 一様な電場から +Q 受ける静電気力+Q A リング A 回転をはじめる方向 R EA EB B 一様な電場 B -Q 一様な電場から 受ける静電気力 2 の答 ① 3の答③ 変化を圧力と体積の関係を表すグラ A.Bの向き(?)

(3)の運動エネルギーの総和の問題で、なぜ2枚目のように解いてはいけないのですか。A,B,C,D全て同じ速さだと思うのですが...

必解 30. <あらい板上の物体の運動〉 物体 D (2m) 物体A(2m) 物体B(3m) 机 物体 C (m) 図のように, 水平な机の上に直方体の物体Aを置 その上に直方体の物体Bをのせる。 Bには物体 Cが, Aには物体Dが,それぞれ糸でつながれてお り,CとDは, 机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, Dの質量は,そ れぞれ, 2m〔kg〕, 3m[kg], m 〔kg〕, 2m [kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが, AとBとの間には摩擦力がはたらく。 初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき, 静かに手をはなして運動のようすを観測する。 運動は紙 面内に限られるものとし, また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。滑車はなめらかで軽く, 糸は軽くて伸び縮みせず、たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさをg 〔m/s'] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに,Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2)このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3)Dがん 〔m〕だけ落下したときの, A, B, C, D の運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで, Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の, AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5)Dがんだけ落下したときの, A, B, C,D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に,Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。ただし、このときのAとBの間 の動摩擦係数を1/3として、次の問いに答えよ。

（2）です。黄色マーカーがなぜ2がどこからきたのかわかりません

解 例題 90 絶対屈折率 1.5の油膜が水面に広がっ ている。この油膜に真上から波長 6.0×10-7mの単色光を当て、その反射 光を観察する。 空気の絶対屈折率は1.0, 水の絶対屈折率は1.3とする。 空気(1.0) 油 (1.5) 水 (1.3) (1)この光の油膜中での波長はいくらか。 (2) 油膜の表面での反射は固定端反射と同じであり、裏面(水との 境界)での反射は自由端反射と同じである。この光の反射光が強 め合う最小の油膜の厚さはいくらか。 (1) 屈折率 1.5の油膜中における光の波長は 16.0×10™ x'= == 1.5 1.5 4.0×10m 〔m〕 {2}屈折率の小さな空気から屈折率の大きな油へ進む光の反射では、固定端 反射と同じ反射が起こり、反射の際に半波長分のずれ(π[rad〕だけ位相 のずれ)が生じる。一方、屈折率の大きな油から屈折率の小さな水へ進む 光の反射では,自由端反射と同じ反射が起こる。このように、固定端反射 が1回ある場合の干渉条件は、 強め合い: (光路差) (m+ +1/2),弱め合い(光路差) mλ となる。ここで,入は真空中の波長、 は整数である。 油膜の表面で反射した光と、裏面で反射した光の光路差は油膜の厚さを dとして, 2×1.5xdとなり、反射による位相のずれを考慮して, 反射光 が強め合う条件は, 2x1.5xd=60×10×(m+1/2)(m=0,1,2, ...) d = 2.0 × 10x (m +) dの最小値は,m=0 とおいて do=2.0×107× = 1.0 × 10(m)

屈折率の変化は位相の変化に影響するけど、屈折では変化しないってどういうことですか？🤔

1.30-0.50 0.80 1.00-0.50 0.50-1.6 なお,各式を利用して数値計算すると, "=4.9m/s, ex=0.80, en=0.50 と求めることができる。 問5 順次、 検討する。 5 の答 ⑥ ①:光の速さはどんな媒質中よりも真空中が一番大きい(連 い)。 よって、 ①は正しい。 ②: 凸レンズの焦点距離を凸レンズと物体の距離をと し、実像の位置を作図する。 物体 焦点 a-f 凸レンズ 焦点 光軸・ 実像 この図より, a-ff, すなわち α>2f のとき, 物体より実 像の方が小さい。 よって, ②は誤っている。 ③:光の位相は反射で変化する場合があるが, 屈折で変化する ことはない。 よって, ③は正しい。 ④:光は,電場と磁場が進行方向に対して垂直に振動する波な ので横波である。 横波なので、一つの方向にだけ振動する偏光を つくることができる。 よって、④は正しい。 ⑤:光の分散は, 波長によって屈折率がわずかに異なることに よって生じる現象である。 雨上がりに虹が見えるのは、空中の水 滴によって光が屈折するときに分散が起こるからである。 よっ て, ⑤は正しい。 ⑥ : 可視光線は波長が短い順に, 紫色光, 青色光, ..., 橙色光, 赤色光となっている。 よって, ⑥は正しい。 2問 円運動 6 の答② 口

（3）です。解答の右辺の0-1/2×1.5×v^2 はどこの値とどこの値を引いているのですか？

例題 35 長さ2.5mの糸の先に質量 0.5kgの 小球Aをつけ、図の位置から静かに放 すと、固定点の真下で, 静止していた 質量1.5kgの物体Bと衝突した。Aと Bの間の反発係数をe, 重力加速度の大 きさを 9.8m/s とする。 B (1) 衝突直後のAおよびBの速度UA, UB を求めよ。速度は左向き を正とする。 (2)Aが右方にはね返されるためのeの条件を求めよ。 (3) 床面の動摩擦係数を0.25とする。 静止するまでにBがすべっ た距離を求めよ。 (1) 衝突直前のAの速度は、力学的エネルギー保存則より 0.5×9.8×2.5=1/2×0.5×ぴ v=7 [m/s] 衝突直前直後について、 運動量保存則と反発係数の式は 0.5×7=0.50A+1.50s UA-UH ew 7 この2式より ひん V₁ = (1-3e) [m/s] DB to - 24/7 (1+e) (m/s) (2) (1)の答えは左向きを正としているので、 衝突後Aが右方に進む条件は ひゃくひより e> (3)(摩擦力のした仕事) (運動エネルギーの変化)より -0.25×1.5×9.8×1=0-1/2×1.5×um² 1=10 v²=(1+e)' [m]) 49

物理基礎の答えの書き方に関して質問です。 例えば大門10では、問題文では0.40m/sで動いているとなっているので、答えもそれに合わせて-0.60m/sとしたのですが、-0.6m/sでした。 また、大門11も同様に、問題文では2.0m/sとなっていたので、8.0mとしたの... 続きを読む

め -向き 20m~10m/s 00 とする。 =6.756.8m 加速度。 の直線の傾 m/gi 9 解答 人, XB, Do, α, tはそれぞれの物理量 の数値を表すものとする。 Aの出発点を原点とし て, Aの位置は X = Dot+- 1/2ap=4.0t+1/2×2.0× 2 Bの出発点を原点として, B の位置は XB=vot=8.0t ....... 時刻に追いついたとすると, XA と B には次 の関係が成り立つ。 XA=12+XB ① ② ③ から 4m f-4.0t-12=0 向きに進 (t-6.0) (t+2.0)=0 t0 なので t=6.0 よって、AがBに追いつくのは 6.0秒後 解答 (1) V=01+02 10 =0.40+1.0 = 1.4m/s (2)人の速度は,動く歩道と逆向きなので -1.0m/s となる。 V=v+vz=0.40+(-1.0) =-0.6m/s 11 解答 (1) V=v+vz=10+20 =12m/s (2)V=01+02=-10+2.0 =-8m/s

(2)の後半の｢遠心力が重力より勝っていればたるまない｣から、(遠心力)≧mgという式だと考えたのですが、解答では(張力)≧0となっていてそれが何故か分かりません。θ=180°において張力がある場合下向きに力が働くと思い、だとするとたるんでしまうと考えています。解説お願いします！

チェック問題 2 振り子の円運動 糸の長さ おもりの質量mの振り 子がある。 おもりに最下点で初速度 v を与えた。 標準 6分 (1) 振れの角が0のときの糸の張力T を求めよ。 (2) 糸がたるまずに1周するには vo はいくら以上必要か。 解説 (1) 《円運動の解法》 (p.191) で解く。 STEP 1 中心は点O 2 半径1, 3速さ” M m 45 は未知。 さぁ、どうやって求める? 速さときたらエネルギー。 いまは, 摩擦熱は出てな いから《力学的エネルギー 保存則》 (p.162) ですよ。 ☐ キミの言うとおりだ。 式を立てると, Vo mg 2 = mvo -m² + mg/l(1-cos 0 ) 遠心力 図 a よって、v=√vo2-2gl(1-cose) STEP 「回る人」から見て,遠心力 m を作図 STEP 3 重力を半径, 接線方向に分解しよう。 ここで糸は伸び縮みしない ね。このことから,半径方向には確実に力のつり合いが成り立つので, v² T T = mg cos0 + v² ② mT ②に①を代入すると, Vo 2 - T=m + g(3 cosa - 2)} ...... CS CamScanner でスキャン 第15章円運動 | 193

垂直抗力Nについて詳しく教えてください！ 自分の解釈では重力mgに対して反作用的に地面などから受ける力だと思っていたのですが、この問題の(2)の図bで、「台は小物体から垂直抗力の反作用の力Nを受けて」とあり、反作用の反作用は作用だからN=mgcosθじゃん！って思ってしまい... 続きを読む

ICS チェック問題 2 台の加速度が未知のとき 質量Mで傾角30°の台を、なめら かな水平面の上に置いた。 ここで, 質量mの小物体を台のなめらかな 斜面上に乗せた。 税込 15 分 う〜ん、 小物体についてはもうこれ以上立てられないし~。 L まだ式を立てていない物体がある 力の作図 慣性力 ナシ! (1)台の加速度を右向きにAとし, M 130° え〜と, →A あ! 台自身ですか? 1 30° 反作用のカ 'N 図 b 台上から見た小物体の加速度を斜面に沿って下向きにと して, 台上から見た小物体の運動方程式を立てよ。 (2) a, A をそれぞれ求めよ。 (3) 小物体が台上をLだけすべるのに要する時間を求めよ。 解説 (1) いつものようにだれから見て,どんな慣性力を受けるのかを 言ってみて。 気付いたね。 そこで,床から見た 台の運動方程式を立てよう。 図bで, 台は小物体から垂直抗力の反作用 (p.55) の力Nを受けて, 右向きに運動 している。ちなみに、今回は床から見ているから、慣性力は全くなしだ よ。見る人に注意! Nを分解して水平方向の運動方程式を立てると 台の加速度が未知のときは、 いつも床から 見た台の運動方程式を立てるよ MA=Nsin30° ハイ。 右向き A の加速度をもつ台の上から見るので、慣 性力は左向きに mA です。 以上で,3つの未知数a, A. Nで式 ① ② ③がそろった。 ②③に代入して MA = 優 いいぞ。 垂直抗力をNとして軸方向 に慣性力と重力を分解する (図a)。 N 方向の運動方程式は. 慣性力 ma=mAcos30°+mg sin 30° 土 mA+ 30 ...... y 方向の力のつり合いの式は、 x N + mAsin30°= mg cos30° ・② 30° 図 a (2)(1)で立てた①②の式だけで, a. A は求まるかな? 未知数がα A, N の3つもあって、 2つの式①、②だけ では足りません。 あと1つどうしても式が欲しいです。 いかにも。じゃあ、あと1つの式はどうやって立てるの? CamScannerキャン 180 | 物理の力学 mg - 1/2mA/1/2 √3 -mo よって, √3m (M+1m)A = mg T. A=4M+m ①より, a= √3 1 -A + 2 2(M+m) 294M+m ④より (3) 台の上から見て、台上に軸を立 てる (図c) = x=Lより, 等 加速度運動の [公式] (p.20) より ~g ⑤ g = 2L ..t₁ = a = L(4M+m) 答 (M+m)g ⑤より t=0 (対台) t=t 04 図 C 第14章 慣性力 181

緑線のところになる途中式を教えて欲しいです！🙇🏻՞

2. 30F (√3-1)W (N), 46 F2: √6-√2 W (N) 2 脂力と2を水平方向と鉛直方向に分解し, それぞれの方向について力のつ りあいを考える。 解説 水平方向(右向きを正)の力のつりあいより Fisin 30°-F2sin 45° =0(1) Ficos 30° Ficos 45° F 1/F₁-17 F₂ =0 (ア) :30% √2 F2 45° 鉛直方向(上向きを正) の力のつりあいより F₂s in 45° F₁sin 30° F₂cos 45° + Ficos 30°-W-01 √3 F₁-W=0 . (1) √2 2 (7)式より F2=11/12F1 ・(ウ) これを(株)式に代入して W F₁+F-W= -F₁-W=0 2 よって F1 = (ウ)式より F2= √2 √3+1 *1) √3+1 F₁ =W -W=(√3-1)W (N)(2) √3-1w= 2 √6 √2 W (N)³) ←(1) √2) I 45° 30% 2 (2) F₁= W (3) F₂=- √√√3+1 (√√3+1√√3-1) √3-1W = √2 × √2 √2 W= 3-1 2√3-1) w 2√3-1)=(√3-1)w √2√3-1) w= √6-√2 W 2