この問題をどなたか教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️

30 30 類題20 図のように, 傾きの角30°のあらい斜面上 を,質量 4.0kg の物体が静かにすべりだし た。 斜面にそって距離 0.50mだけすべっ 0.50m 25 25 たとき,物体の速さは 2.0m/sであったと 2.0m/s する。重力加速度の大きさを 9.8m/s2 と -あらい斜面 30°40×9.8 する。 (1)この間に動摩擦力がした仕事 W[J] を求めよ。 (2) 物体にはたらく動摩擦力の大きさ F'[N] を求めよ。 ヒント 物体には重力 (保存力) と垂直抗力と動摩擦力がはたらく。 垂直抗力は仕事をし ないが、動摩擦力が仕事をするので, 力学的エネルギー保存則は成りたたない。 力学的エネルギーの変化が動摩擦力のした仕事に等しいことを用いる。

問5の力学的エネルギー保存則の、何が台車から手を離した位置の要素で、何が振動の中心の要素なのかがわかりません🙇🏻‍♀️ （個人的には1/2mv^2+1/2kA^2が振動の中心で −mgAsin30°が手を離した位置の要素だと思いました）

千葉 1 千葉大理系前期 図のように 2023年度 物理 31 角30°のなめらかな斜面上に質量m の台車が置かれ, そ の台車には軽く伸び縮みしない糸の一端が取り付けられている。 その糸のもう一 端は斜面の上端に固定された定滑車と, 床と軽いばねでつながれた動滑車を介 して、天井に取り付けられている。 なお、 台車, 定滑車、動滑車, 糸は,すべて 同一の鉛直面内にあり, 台車から定滑車までの糸は斜面と平行, 定滑車から動滑 車および動滑車から天井までの糸は鉛直で, 糸がたるむことはないものとする。 また、2つの滑車は軽く, なめらかに回るものとする。 価 台車が静止しているときの位置をつり合いの位置とする。図のように,このつ り合いの位置から,斜面の最下点までの距離をLとする。なお,距離L.なら びに台車から定滑車までの距離は、後述する単振動による台車の振幅に対し て,十分に長いものとする。また,ばね定数をk, 重力加速度の大きさを gとす る。空気抵抗や摩擦は無視できるものとして、 以下の問いに答えなさい。 ただ し、解答に用いる物理量を表す記号は,問題文中に与えられているもののみとす る。 に その e fi St と 重力の向き 台車 L 30° m 図 ■天井 Grellle 動滑車 ばねん 床 〇問1 つり合いの位置において台車が静止しているときの, 糸が天井を引く力の 大きさを求めなさい。

(3)はどうして赤い字の考え方だとダメなんですか？

Ⅰ 次の文章の空欄にあてはまる数式, 図, または文章を解答群の中から選び, マーク 解答用紙の所定の場所にマークしなさい。(34点) y 0 10 m x 図1 水平方向にx軸,鉛直上向きに軸をとる。このxy面内を,大きさが無視できる [m] r 小球が運動する。 小球の質量をm[kg] とし,重力加速度の大きさをg[m/s] とする。 ひもの一端が図1の原点0に固定されていて, ひもにつながった小球が,原点0か 一定の距離 [m] を保って円運動をしている。 ひもに太さや重さはなく,空気抵抗 はないものとする。原点からみた小球の位置の方向と鉛直下向きの方向のなす角 を 0 [rad] とする。小球の速さは9によって変化し,(0) [m/s] とおく。特に, 0 = 0 における小球の速さ(0) をCMと書くことにする。小球は0の増加する方向に運動 している。 力学的エネルギー保存の法則を使うと, (1) という関係が成り立つ。 小球には重力と, ひもから受ける張力 T がはたらいている。 それらの合力のうち、 ひもに沿った方向の成分は, 向心力でなければならない。 向心力はm, v(0)に より与えられるが,その関係式は円運動が等速でなくても成り立つ。この事実を使う と、張力はT= (2) [N] と表される。 ひもがたるまずに円運動を続けるには,

（2）の（オ）が何度解説読んでもわかりません、下線部引いた速度の話がよくわかりません お願いします

慶應義塾大-理工 (エ) 2022年度 物理 <解答> 43 斜面上では,質点には常に斜面下向きに mgsin30°の力がはたらく。 つまり、斜面下向きに見かけの重力加速度g' =gsin 30℃ がはたらいている L T=2π = 2π g' L gsin 30° とみなせる。よって、 求める周期をTとすれば,単振り子の公式から =2π (2)(オ) 90°のときの床面に対する三角柱の速度をVとすると, x軸方向 の運動量保存則から 2 gンデンサーの観 m(-vocos 30°) = (m+M) V :.V= √√3mvo 2(m+M) 08200nie ge="part また0=0°のときの三角柱から見た質点の速度の大きさを とすると, 質点の床面に対する速度の大きさは√2+V2であるので,力学的エネル ギー保存則および①から mvo +mgLsin.30°=12m(+V)+/12MBの 2 mvo+ mgL (m + M) V2 2 (m+){ m 1 1 2 1 2mvi 2 v22=vo2+gL- (m+M) √3mvo 2 (m + 10} 3mv.2 =vo²+gL- 4(m+M) =gL+ v₂ = √9L+ に m+4M 4(m+M) m+4M 4(m+M) 2 サーの電気容量は、間隔がのコン -(+)(S)- の誘電体を挟んだコンデンサーの 2 (0) (0) (0) Vo 0+0+0 Lsin 30° ・・ L m M 30° M x 30° (カ) 摩擦力は三角柱と質点の間の内力なので,x 軸方向の運動量は保存さ れる。よって、①と同じ速度になる。 . V=17 √3mvo 2(m+M) (3) 求める三角柱の加速度の大きさをα とする。 三角柱から見るとx

問5がわかりません。 なぜ、衝突直後の運動エネルギー＞点Rでの位置エネルギーだと良いのですか？

+ 3 /4 D Q 問4 次に、図2のように水平な床面上の点Qに質量mの小さな物体Bを置い た。斜面をすべり落ちた質量 M の物体Aが静止していた物体Bと衝突した 後、両物体が一体となって運動した。 一体となった物体の衝突直後の速さはい くらか。 正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。 4 P H gH M gH M+m M VgH M+m B 図2 R h √2gH M Mm 2 gH M (6) √2gH M + m 閉じる >

（2）教えてください！！🙇🏻‍♀️

2 力学的エネルギー保存則 (p.109~114) なめらかな水平面上に置いたばね定数 32N/m 自然の長さ B のばねがある。 図のように, ばねの一端を固 定し,他端に質量 2.0kgの物体を押しつけ, 自然の長さから0.70m だけ縮めた状態から, 物体を静かにはなす。 物体はばねが自然の長さになった位置でばねから離れ, 水平 面と点Aでつながったなめらかな曲面上をすべり上がり, 水平面からの高さがん[m] の最高点Bに達した。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 ( 0.70ml h A (1)点Aでの物体の速さ vA [m/s] を求めよ。 (2) 点Bの高さん [m] を求めよ。

至急です。 (2)です、なんで、力学的エネルギーの保存則で終わりの力学的エネルギーのU2は0なんでしょうか。 また、初めの位置は分かるのですが、終わりの位置はどこでしょうか。

(リ 64. 力学的エネルギーの保存知長さの糸に質量mのおもりをつけた振り子がある。 糸が鉛直方向と30° をなす位置からおもりを静かにはなした。 重力加速度の大きさをg とする。 (1)はじめの位置において, おもりがもつ重力による位置エネルギーUを求めよ。 ただし, もりの最下点を位置エネルギーの基準とする。 (2) おもりが最下点を通過するときの速さを求めよ。 NS 1mghより、 mg(C1-2 (2) kit=k2+2 √ (2) 0 +mg/(1-1/2) = L/30° ②

(3)のどうしてmが2mになるんじゃなくてKが2kになるのか分かりません。普通に考えて重さ2倍にならないからkが2倍ですか？？ あと、(3)のx=a/2のときのtなんですが、私の解き方のどこがダメなのか教えて欲しいです🙇🏻‍♀️答えが合わないんです😭3枚目です。 よろしくお... 続きを読む

必解 52. 2本のばねによる単振動〉 A 00000 P 図のように、なめらかな水平面上に質量mの物体Pが同 じばね定数をもった2つのばね A,Bとばねが自然の長さ にある状態でつながっている。 水平面上右向きにx軸をとり, このときの物体Pの位置をx座標の原点とする。 物体PをばねAのほうへ原点Oよりαだ けずらしてからはなす。 このとき物体Pは単振動する。単振動は等速円運動のx軸上への正 射影の運動であるといえる。時刻 t=0において, 物体Pはちょうどx座標の原点Oを正の 向きに向かって通過した。 ばねの質量はないものとして、次の問いに答えよ。 (1) 任意の時刻における物体Pの位置xおよび速度vを,等速円運動の角速度を用いて 表せ。 (2) 任意の時刻において物体Pが位置xにあるときの加速度αを, ωとxを用いて表せ。 また, 2つのばねAとBから受ける力Fを, kとxを用いて表せ。 (3) 物体Pがx=α に達してから, 初めて原点Oを通過するまでの時間 to と, 初めて x=. 1 =1aを通過するまでの時間を,kmを用いて表せ。 (4) 物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置, およびばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。 ただし, wやTを用いないこと。 (5) 物体Pが単振動しているときの速度と位置xの関係を求め, vを縦軸に, xを横軸にと ってグラフに示せ。このとき座標軸との交点を, a, k および を用いて表せ。また,物 [香川大 改 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。

解答を見たのですが、(2)の最後の式の解き方が分からないので教えてください

基本例題 22 力学的エネルギーの保存 →104~108 解説動画 質量mの小球を軽いばねでつるしたところ, ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。このときの小球の位置を点Pとする。重力 加速度の大きさをg とする。 (1) ばね定数km,d, gで表せ。 (2)ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さをm,d,g で表せ。 eeeeeee 指針 (2) 点Qと点Pそれぞれについて, 1 運動エネルギー, ②重力による位置エネルギー, ③弾 性力による位置エネルギーを考え, 力学的エネルギー保存則の式を立てる。 mg 解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0 よって k=- d (2)点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。 点 Q, P間での力学的エネルギー保存則より 0+mgd+0=1/23m+0+1/12/kd2 POINT 0000000 伸び 伸び d T -OQ eeeeeee 伸び Pkd d 速さ PO mg (1)の結果を代入して, vについて解くと mg × mgd=123m 1/12mo + 1/2xmlxde よってv=vgd ①運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③ 弾性力による位置エネルギー K=1/12m02 U=mgh U=1/21kx2

(2)の問題において、なぜ最初(Bをはなした直後)の力学的エネルギーA、Bを合わせて考えないといけないんですか？そのまま(1)で出したA、Bの値をイコールで結ぶだけじゃダメなんですか？

リードC 基本例題 23 力学的エネルギーの保存 第5早仕事が >104~108 解説動画 定滑車に糸をかけ, 両端に質量mおよびM (M> m) の小球 A, Bを取りつけた。 Aは水平な床に接し, Bは床からんの高さに保持 されて糸はたるみのない状態になっている。いま,Bを静かにはな すとBは下降を始めた。 重力加速度の大きさをgとし,床を高さの 基準とする。 (1) B が床に衝突する直前の A, B の速さをぃとする。 このとき, A, B がもつ力学的エネルギーはそれぞれいくらか。 平 70Bが床に衝突する直前のA,Bの速さではいくらか。 M 3M 指針 A,B には,重力 (保存力) のほかに糸の張力 (保存力以外の力)もはたらくが,張力が A, Bにする仕事は,正,負で相殺するので, 力学的エネルギーは保存される。 解答 (1) Bが衝突する直前の力学的エネルギ ーはそれぞれ A : 123mv+mgh B: Mv²+0=Mv² A:0+0=0/ B:0+Mgh=Mgh A, B をあわせて考えると, 全体の力学的 エネルギーは保存されるので 0+Mgh = (1/12mo+mgh)+1/2 Moz -Mv2 2 (2) 最初(Bをはなした直後) の力学的 2(M-m)gh よって v= M+m エネルギーはそれぞれ 109,110 解説動画