高校物理の円運動の問題です。 マーカー引きしている箇所で①に③を代入して整理するとSが求められるのですが、 どのように整理したらこの解答に導けるのかわからずおります。 （その過程がわかりません） そもそも代入箇所は、V2への代入でいいのでしょうか？ 教えていただけると幸いです。

問8-3 右ページの図のように,長さlの糸に質量mの物体を結び、最下点で初速度を 与えた。 以下の問いに答えよ。 (1)糸が鉛直方向となす角度が0のときの糸の張力Sを求めよ。 (2) 物体が1回転するために必要なvo に関する条件を求めよ。 この問題では,物体の高さが変わるため, 物体の速さも変化します。 つまり、この問題における円運動は,等速円運動ではないのです。 等速でない円運動の場合でも基本的な考えかたは等速円運動のときと同じですよ。 (1) は「円の中心方向の力のつり合いを考えて, S=mgcose」としてはダメです。 物体は静止していない、つまり,円運動をしています。 円運動をしているということは,中心方向に加速度が生じていますよね。 加速度が生じているということは,力のつり合いではなく, 運動方程式を立てて考えなければならないということです。 <解きかた (1) 向心力は、張力Sと, 重力の中心方向成分である-mgcoseとの和 S-mgcos 円運動の半径はlなので、運動方程式F=maにあてはめると v2 S-mgcosQ=m ………① F a 献により、 また、物体は最下点から高さl (1-cose) の位置にあるので 力学的エネルギー保存則より 1 mvo=mgl(1-cose) + -mv² 2 位置エネルギー 運動エネルギー 最初の運動エネルギー ・③ 問題文にない』を消去 Onie? ②より,v=vo2-2gl (1-cos) ①③ を代入して整理すると, 求めるSの値は 2 S= mvo l + mg (3cos 0-2) 答 ......④ ちょっと難しく感じたかもしれませんが使ったのは運動方程式 (①式) と, (①式)と、 力学的エネルギー保存則 (②式)の2つで、 ①式が円運動になったというだけです。 「円運動でも使う道具は今までと同じ」と考えておけば怖くはないですよ。

どうして丸で囲ったところがシータとわかるのでしょうか？教えてください

か 知識 141. 棒とおもりのつりあい 図のように,長さL,質量 Mの一様な太さの棒を粗い水平面上に置き、棒の一端に, 質量mのおもりをつけた軽い糸をつないで, 糸を定滑車の にかけた。このとき, 棒と水平面のなす角, 糸と鉛直線 0 のなす角が, ともに0となって静止した。 重力加速度の 大きさをgとして,次の各問に答えよ。 L m M [ 面平A (1)点Aを回転軸として、棒にはたらく力のモーメン!! トのつりあいの式を示せ。 106T MUS (2) おもりの質量mを,M, 0を用いて表せ。 例題 ヒント (1) 棒が受ける糸の張力を, 棒に平行な方向と垂直な方向に分解して考える(3) 66 Ⅰ章力学

抵抗RのRはresistanceの頭文字からきているのですか。

抵抗RのRはresistanceの頭文字からきているのですか。

どうして対象のOを取ろうとしたのか教えて欲しいです

迷 から、uk√(kは比例定数) とおける。 水深 9.0mの領域 における波の速さを [m/s] 浅瀬における波の速さを [m/s] 水深 9.0mの領域の水深をん(=9.0[m]), 浅瀬 01 より、 の水深を〔m〕 とすると, 屈折の法則 n12=- V2 h₁ 19.0 9.0 = V2 V h2 V h₂ ゆえに h= =3.0[m] 3 60° (4) 右図のように, hhhs の水深が海岸に近づくほど小さ くなる海底が続いているとすると,射線は矢印のように回り 込んでくる。 海岸に近いところでは水深が0mに近づくので, において 波の速さも0m/s に近づく。 屈折の法則 sin V2 20m/sと考えると, sinr→0, すなわち, 0°となる。 したがって, 屈折角は 0° に近づく。 これは, 波面が海岸線 と平行になることを意味する。 146 4個 (4) 深さ h3 ha h5 海岸 146) センサー34 指針 反射波を別の波源から出た波として、干渉条件を考える。 ● センサー35 センサー 36 [解説] 壁に関して Oと対称な点を O' とすると, 反射波は O' から 出たように見える。 壁での反射 で波の位相が変わらないので, 0.0' は同位相の波源と考えれ ばよい。 ここで, 波の干渉の平面図は, 81 10A 波源を結ぶ線分上にで きる定在波を拡張して 考える。 O'B=√(6入)+(8)=101 1.8 A より |O′B-OB|=|10入-8入|=2入 31- -37 m=2 m=0 面に達し との交点 2入=1×2m (m=2) 2 HB 発する素 える。 -38 と書けるので,Bは, 壁 から左向きに数えて2番 目の, 0から出た波とそ の反射波が強め合う線 線が通る。 また, 波源 0 0′ を結ぶ線分上 にできる定在波の節や腹の 位置をもとに,節線や腹線 の様子を描いて解く。その とき,m=01 2 … の どの条件にあてはまる節線, 腹線であるかを示しておく こと。 3 5 ---- 81 別解 線分OB上の点を Pとすると -31- 11 10'0-0|=6入 であり , -x2m (m = 6) 1/2× と書けるので,Oは6番 61=- 。 目の強め合う線が通る。 0 m=6543210 A したがって, OB間には5本の腹線が通る。 2本の腹線の間に節線が1本ずつあるので, 線分 OB上に波が 互いに弱め合う点は4個ある。 2≤ | OP-OP|≦6入 である。 波が弱め合う条件 から, 21≤(2m+1) ≤61 を満たす整数の個数を 求めてもよい。 波の反射では,反射面 について波源の対称点を考 えるとよい。 油の +9

解き方を教えてください

3章力のつりあい 演習問題 物理基礎 運動とエネルギー 続いては、三角比の知識を使った実際の物理の問題に取り組んでみましょう! 力のつり合いの予習もかねて ますので、教科書等を参考にしつつチャレンジしてみてください。 【教科書p.63 例題7】 軽い糸に重さ(重力の大きさ) 10Nの小球をつけ、天井からつるす。 小球を軽い糸2で水平方向にひき、 1が天井と30°の角をなす状態で静止させた。 1,糸2が小球を引く力の大きさ 7] [N], T2 [N] をそれ ぞれ求めよ。 (解答は根号が残った形でも良いとする) 糸 1 30° 2 具体的な解き方 step 1. 小球にかかる力をもれなく書き込む。 2. 糸 1が小球を引く力 (T1) を鉛直成分 と水平成分に分解する。 3. 鉛直方向、 水平方向のそれぞれでつり 合いの式を立てて計算する。 [SM] ※教科書に解答・解説が載っているので詰まった人は そちら (p.63) も確認してみてください。

分かりません

演習問題3 - 高さ 0.16m で密度が一様な直方体を, 長さ0.12mの底辺が斜面にそう向きに平行になるようにし て あらい斜面上に置く。 (1) 斜面の傾きの角 0 を徐々に大きくしていくと, 重力の作用線が図のPQ をこえたときに直方体は 転倒を始める。このときの角を とするとき, sin を求めよ。 (2) 直方体と斜面との間の静止摩擦係数をとすると、がある値より小さいときは、直方体は (1) の状態になる前に斜面をすべり始める。 を求めよ 0.16m P Q 0.12m 0.

(1)分かりません。解説ありません。お願いします🙏

類題 5 図のように、 直方体を傾けてから静かにはなす。 底面の横の長さを [m], 底面から重心Gまでの 高さを〔m〕とし、重心は直方体の中心軸 (図の破線) 上にあるとする。 (1) 直方体をある角より大きく傾けると転倒する。 その角を0とするとき, tan0 を a hで表せ。 (2) 直方体が転倒しにくいのは, 重心の位置が高い場合か, 低い場合か。 理由とともに説明してみよう。 (1) 番

物理です。お願いします

I 図1のように、上側の領域には透明な媒質1が,下側の 領域には透明な媒質2が満たされており、水平な境界面で 隔てられている。 媒質1の中の光の速さを [m/s],媒質2 の中の光の速さを v2 [m/s] とする。 媒質1から媒質2へ 平面波の単色光を入射させると光の一部は屈折した。 (1) 図1に基づいて, 屈折の法則を説明する下の文章が 正しい記述になるように, 文中の に式を記せ。 B 媒質 1 A D [媒質2 図 1 光が媒質1から角度i [rad] で, 境界面に入射する。 入射波の波面の一端BがDに達するのに要した時間を t[s] とすると, BD の長さは ア [m] となる。この間にAから出た素元波はAを中心とする半径 イ [m]の円の周上まで進んでいる。 A から Cへ向かう向きが屈折波の進行方向となり、これと境界面の法線となす角 [rad] が屈折角で より, 屈折の法則 ある。このとき BD = (ア)=AD×ウ と AC=(イ)=AD× エ n12 が導かれる。このn12 を媒質1に対する媒質2の相対屈折率という。 (ウ) V1 (エ) v2 特に, 光が真空から媒質に入射した場合の相対屈折率を絶対屈折率という。 ある媒質の絶対屈折率 nをその媒質中の光の速さ” [m/s] と真空中の光の速さ c [m/s] で表すと, n=オ となる。また, ・相対屈折率 n12 を媒質1の絶対屈折率n」 と媒質2の絶対屈折率を用いて表すと12=カとな る。 II 次に、 図2のように,媒質2でできた円柱のまわり 媒質 1 媒質2 中心軸 0 質 1 真空 図2 を媒質でできた円筒で包んだ透明な棒が真空中に 置かれている。 円柱と円筒の中心軸は一致しており, 棒の端面は中心軸に対して垂直である。 真空側から 棒の端面の中心に向けて, 中心軸となす角が〔rad〕 の方向から細くしぼられた光を入射させた。 媒質1 と媒質2の絶対屈折率をそれぞれn】, n(n2>n」)として次の問いに答えなさい。 (2)媒質を伝わる屈折波の屈折角を [rad〕 とするとき, sin をni を用いて表しなさい。 媒質2を伝わる屈折波が,媒質2と媒質1の境界で全反射するためには、その境界での入射角が 臨界角 [rad〕 よりも大きくなければならない。 (3) sinをnn2 を用いて表せ。 (4) 全反射する場合の sini の上限値をn と n2 を用いて表せ。

(3)tanθ=ma/mgになるのはなぜですか？

基本例題33 電車の中の単振り子 基本問題232 234 長さLの糸の一端に質量mのおもりをつけて,これを電車の天井につるして単振り子 とする。 重力加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) 電車が水平方向に速度で走行している状態で, おもりを電車に対して静止させ おもりにはたらくが たとき,糸はどの方向になるか。 Forfashhat (1)の状態で,単振り子を小さく張らせたときの周期はいくらか。 (3) 次に, 図のように, 電車が水平方向に大きさαの 一定の加速度で走行しているとする。おもりが単振 小生も加わる 動の中心にあるときの, 糸と鉛直方向とのなす角を 0 とすると, tan はいくらか。 (4) (3)での単振り子の周期を, L, g, a を用いて表せ。 (S) a (1) おもりに慣性力ははたらかな 指針 (1) (2) 電車は等速直線運動をして おり,おもりに慣性力ははたらかない。 したが って,単振り子の運動は、電車が静止している 場合の状況下のものと同じである。 解説 いので,糸は鉛直方向となる。 L (2) 単振り子の周期Tは, T=2π g に a (3) (4) 電車は等加速度直線運動をしており、 電 車内から見ると, おもりには糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力 maがはた らく。これらのつりあう 位置が,単振動の中心と なる。 重力と慣性力の合 力は鉛直方向から 0傾 いた方向になり見かけ の重力mg'がその方向 にはたらくとみなせる。 ma mg' mg (3)糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力maの3力が つりあう位置が単振動の中心となる。 ma a tan0= mg g (4) 見かけの重力加速度の大きさ g' は, g'=√√g²+a² 求める周期をT' とする。 T' は, (2) の T の式 でg を g′に置き換えて求められる。 =2 L T = 2x√1 = 2π√ √ √ g² + a² LE 9. 単振動 113