学年

教科

質問の種類

物理 高校生

物理の円運動についての質問です。 (1)(a)で、速さvを求めるときに解説では力学的エネルギーの保存の式を立てていますが、これを運動方程式mv^2/r=mgsinθで求めようとすると正答になりません。mgsinθが向心力ではないからでしょうか。 また、解説の図aの点線矢印m... 続きを読む

B....... 2 51. 〈半球内での物体の円運動〉 内半径Rの半球が,図1のように切り口を水平にして固定半球 されている。座標軸は,半球の中心Oを原点とし, z軸を鉛直 方向に, xy平面を半球の切り口にとる。 この半球の内面に接 して運動する質量 mの小球について考える。ただし, 小球と 半球の内面との間の摩擦および小球の大きさは無視できるもの とする。重力加速度の大きさをgとして,次の問いに答えよ。 (1) 図2のように, 小球が半球の内面に接して xz 平面内を運動 する場合を考える。 (a)z軸となす角度が0の位置から小球を静かにはなすとき, 角度0の位置における小球の速さ”および加速度の進行 方向成分αの大きさを, R, m, g, 0, 0 の中から必要な ものを用いて表せ。 (b) 6 が十分小さいとき, 往復運動の周期 T を, R, m, g の 中から必要なものを用いて表せ。 なお、 この場合, sin00 が成りたっているものとする。 (2) 図3のように、小球は半球の内面を半径rの円を描いて一 定の速さで水平に回っている。 (a) このときの円運動の角速度 1 を R,m,r, g の中から i/ Fi .) ... x 小球 m R MOOER 図 1 AZ 10 Oo` 0 図2 AZ lo 応用問題 R m x x

解決済み 回答数: 2
物理 高校生

39の(3)について、どうして投げた地点から地面までの時間しか計算してないんですか。最高点に達するまでの時間とそこから投げた地点に落ちるまでの時間は足さないんですか?

k ロ (3) 県 物 (4)角度0を何度にとると,(3リ 「J」 必要があれば 2sinbcos0=sin20 を用いよ。 次の問 (1)小球 (2) 小現 のここがポイント 塔の上を原点とし, 水平方向にx軸,鉛直上向きにy軸をとる。水平方内に。 ま等速度運動をし, 鉛直方向には,初速度のy成分で鉛直に投げ上げたのしこ は -9.8m/s°)をする。 最高点は速度のy成分 vyが0になることから並めに。 地面のy座標が -39.2m であることから求められる。 物 例題9.42 39 *39 斜方投射●地上 39.2mの高さの塔の上から, 小球を水平が ら30°上方に初速度19.6m/sで投げた。重力加速度の大きさょ 9.8m/s°とし,次の問いに有効数字2桁で答えよ。 (1)投げてから最高点に達するまでの時間もは何秒か。 (2) 最高点の高さHは地上何mか。 (3)投げてから地面に達するまでの時間なは何秒か。 (4) 小球が地上に落下した点と塔の間の水平距離Iは何mか。 19.6m/s (3) 着オ 130° *43. (1) 初速度のx成分 vox, y 成分 Voy は, それぞれ V3 -=9.80/3 m/s' 2 39.2m からx Uox= Vo COs 30°=19.6× の点を を自由 を水判 大きさ (1)点 Voy= Uosin30°=19.6×ー=9.80m/s" 最高点では速度のy成分 uッが0なので, y方向について「v=uo-gt」の 式より 0=9.80-9.8t 5-4x >例題9.42 ち=1.0s (2) 塔の上から最高点までの高さをh[m] とすると, 「y=unt-→gt」よ 応用問題 ●=上位科目「物理」の内容を含む問題 り 40.自由落下と鉛直投げ上げ● 2球A, Bを, 同一の鉛直線上でそれ ぞれ次のように運動させた。 Aは, 地面から初速度 voで鉛直上方に投げ 上げた。Bは, 高さhのところから自由落下させた。地面を原点として鉛 直上方にy軸をとり、, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 打ち上げてから時間 を後のAの高さVA を求めよ。 (2)自由落下させてから時間も後のBの高さ ye を求めよ。 (3) Bが地面に到達するまでの時間もを求めよ。 (2) 弾 (3) 弾 y h=9.80×1.0--×9.8×1.0°=4.9m 2 したがって、地上から最高点までの高さHは H=39.2+h=39.2+4.9=44.1=44m (3) 地面は y=139.2m の点なので", y方向について BO 「y=vot-5of」の式より *44 斜面 して 速度 29t x9,86円 -39.2=9.80tzー (4) A, Bの運動の開始が, 時刻 t=0 に同時に行われ. AとBは空中で衝突した。こ! 時刻なを求めよ。 (5) この衝突が空中で起こるためには, nはどのような値でなければならないか。 両辺を4.9 でわり, なについて整理すると -2tな-8=0 因数分解して (な-4)(な+2)=0 >0 であるから, tz=4.0s (4)x方向には Vox のまま等速度運動をするので, 「x=ut」 の式より 1=Voxt2=9.80/3 ×4.0=67.8…"=68m [広島工大 改) > 30

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

至急お願いします!🙏 1枚目の写真の問題と2、3枚目の写真の問題、 どちらも赤ペンで囲った部分はつり合いの位置であるのに 1枚目:運動エネルギー、弾性力エネルギーがある  2枚目:エネルギー全てなし  となるのはなぜですか?💦

位置0とPでのおもりの運 動エネルギー,位置エネルギーは,表のようになる。 力学的エネルギー保存の法則を用いると, たりし 現在の PO k(x,+4)?·O 位置エネルギー(J m×P+mg×(-A)+- 位置0における力のつりあいの関係から、 運動エネ ルギー(J) 弾性力 2保存 kx。-mg=0 重力 X=ー mg …の ジェット 0| mu" Omgx0博 式のを整理し、式②を代入すると,. 点までモー る。このと メール 0ー0 (m/s) P m×0° mg×(-)k(+4)? ;m= 2 ゆ up おもりの位置エネル ギーは、重力、弾性力 の各位置エネルギー の和である。 式のを整理し、 ーmgA+kr+ なっている 式のを代入し。 び同じ高さ 負の仕事を m=ーmgA+kX XA- 14 ばね定数 98N/m の軽いばねを天井からつるし、その先端に質量2.0kgのお もりをつるした。ばねが自然の長さになる位置で静かに手をはなすと,おもりはつりあ いの位置0を中心に振動した。 (1)おもりが最下点に達したとき、 ばねの伸びは何m か。 (2) おもりが点0を通過するとき、その速さは何 m/s か。 一般に、 ギーはその それぞれ上 Plus 次の関係か 連結して運動する物体の力学的エネルギー 図のように、質量の異なる2つの物体A, Bを糸で連結し、 軽 くてなめらかに回転する定滑車に糸をかけて、物体を運動させ る。糸は、物体A, Bに同じ大きさの張力をおよぼし, Aに負、 Bに正の仕事をする。糸の張力は保存力ではないため、それぞ れの力学的エネルギーは保存されない。しかし, 物体AとBを 一体のものとみなすと, 糸の張力がA, Bにする仕事の和は0と なり、AとBの力学的エネルギーの和は保存される。 トカ学的二 糸の張力 A) 降 糸の張力 のB Bの重力 E(J…変 E(J)…変 式の意味 Aの重力 108 第I章エネルギー あり)) pl08 間4 k= 98 [Ym] O フリあいの位置を中じに振動 の 図へように自然長(A)~フリチいの位置と フリあいの伝置~最下(c)は同じ寝さ (U-0) 2.06) B (~中いに接動。とあったときには、 上下のふれやは同じ大ままです) *つりあいの位置(B)を推準面とする *A-B 間をXm,(B-C間む久レ) とすると A~C間は 2又 Cm] うりあいの 花き() C (r-o) BE通過する速立E ひとする Kez A U 0 2.0x9.8xx Bす) k A B 0 U BX20×び 2g2 42 -2x196x 0 +x98x2 0 C 2.0x9.8×(2)土メ99× (2x)* 0 clo り) 9.8=49x 28 (りEA= Ec より 2g2 =-2gx +19622 ズ= 49 最下をまでの中びは 22なので A20x2= 0.40Cm)。 =420 ニ 000000O 1自一長

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

高校物理、電磁気の磁場の問題です。基本問題ならできるのですが、画像のような応用問題が分かりません。 分かる方おられましたら是非教えて頂けないでしょうか?特に(3)以降が本当に分かりません(´;ω;`)ウッ…

a0 解答欄 (5X6) \Pi 交わっている。また, 図2のようにムに対し角0 [rad) 傾き, 点P, でx軸と直交 を(N/A°) として, 以下の問いに答えよ。 95 直線電流がつくる磁界 II 音空中で、図1のように, 2軸軸に沿って直線電流」(A)があり, 点P,でx軸と P。 Ps P 2 よる直線電流ムがある。点P, と点P,の間の距離は , [m) である。真空の透磁率 P3 PA (N/A] として,以下の問いに答えよ。 を o 日日(2). (4), (5)の図示は, 解答欄(3), (4), (5)の補助の図を利用せよ。 解答欄6は、 x P3 x *X 白由に作図してよい。また, Oは紙面に垂直で紙面の裏から表に向かう方向を示し, (富山大) 補足説明:IL, の単位は [A), 12, 13の単位は [m〕 として解答すること。 円周率 πを解答に使用してもよい。 Z 14 I。 y I。 P。 P。 Is X Pi P2 13 12 Ps x 図2 )電流』から距離らだけ離れた×軸上の点P,における, 電流』による磁界互 の大きさ H、はいくらか。 図1 2) 点P, において, 電流石による磁界H。の大きさ H,はいくらか。 ただし、 れくねとする。 ら見た図とx軸から見た図を記入せよ。 また, その大きさ H を求めよ。 答えに H、, H。を使ってもよい。 Pにおける 1, およびんにょる合成磁界H=H+五はどうなるか。 2 軸か (4)図1のように、 点 P, を横切り、v軸に平行な直線電流I, を考える。点 P, に おいて、 Hおよび瓦によって直線電流ムにかかる1mあたりの力 F, の大きさ 3 F。 を求めよ。 また, その方向を図で示せ。 答えに H, H, を使ってもよい。 (5) 上で, 点 P。 からy軸の正方向に s 離れた点P。を考える。0=0 とし, 点P。 での耳, 五および互を図示せよ。 3 (6) 間(5)において, Hにより I,上の点P.にはたらく力 F。の向きを図示せよ。 3

解決済み 回答数: 1