（2）の④の式がわかりません。また、それ以降の計算の過程もわかりません。

例題 48 静止衛星は,赤道上空を地球の自転周期と同じ公転周期で円軌道 を描いて回り、地球上からみると静止しているように見える。 地球 の質量をM, 地球の自転周期をT, 万有引力定数をGとする。 (1) 静止衛星の円軌道の半径と速さを求めよ。 (2) 地球は太陽を中心に半径R、間期Dで公転しているものとする。 太陽の質量 M'をM,T, D, R, rで表せ。 CmM (1) 静止衛星の質量を とする。 (万有引力)=(遠心力)より mo .... 2" 静止衛星の周期はTなので, 2πr ② M T 地球 式①,②より”を消去して GmM = m (2x)² m 万有引力 遠心力 Y= 2 (GMT) * ......) これを式に代入して - 2x (GMT)-(2xGM) T 4 (2)(1)と同様にして,地球について(万有 引力) (遠心力) の式を解くと、 R = (GM'D²) (周期Tで公転) 遠心力 地球 万有引力 M' 太陽 ･･･ ④. 472 式 ③④より R M'ID 900000 M\T M' ココが ポイント -(4)-()M (円軌道の場合] (万有引力)(遠心力) (公

(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

192の(1) どうして−uになるのでしょうか？

ATO 3.0kg 55.0kg 2 ルを 5.6m/s 満点くん A>AN 10m/s B 2.0kg ジンEの相対的な速さは μ, 宇宙船Sの速さは vsであった。 (1) 分離後のエンジンEの進む向きは,宇宙船Sの進む向きと同じであった。エンジン Eの速さをu, usを用いて表せ。 192 質量の宇宙船 Sと,エンジンEが結合した appen Sc ロケットがある。エンジンEの燃焼が終了した とき,その質量はMになり、ロケットの速さは / になった。このとき,ロケットはエンジンEを 後方に分離し、分離後の宇宙船 S に対するエン からみた m CM → EAS SE Sち Us → → EVE u=VE-VS VS 11 031 2 * VEV-u. VE (2)分離後の宇宙船Sの速さを求めよ。コ (m+M) V (m+M)V= mVs+ MVE ロケットの進む向きを正とすると、 1 -u=VE-VS 1 -u mis+M(Vs-u) 2.0kg 000 B M V₂ V + u mtM 〃 000B 0 193 なめらかな水平面上に台 AB が置かれ、その中央に 人がのっている。 図のように, 水平方向に x軸をとる と、台と人をまとめて1つの物体系としたときの重心 B A (5)

（2）C D E分からないので図と式付けて教えて欲しいです、 答えは C 西に9.5 D 西に6.5 E 東に5.5 です

2.31 1545 12,41 © 81546 物理 テス勉③ D-A AからB →向きに5m/s BASA → 西向きに5m/s AがC -15-10 西向きに25m/s ボート ABCD A9.0m/s 13→9.5m/s C→ 10.5m/s ++8.5mts A 川-2.0m/s (1)(2)東向きに9c0~15 (6) 東向きに0.50m/s (c)朝きにkom/s (小) 西向きに10.5m/s 1 (2)(a)観客は川の流れとともに動いていると仮定 ・ボートAの速度は川の流れの速度を引い よって、車区7.0~53- (6)東に0.5c/5 2-9-5 kon/s 7.0 東 0.5 西9.5 (c) (小)-2-8.5

どなたか T（張力）の式の途中式を教えて欲しいです よろしくお願いします

10 52 m F 52 加速度の大きさ: g,張力の大きさ: F センサー 18 M+m V 解説 17 を正の向 加速度 書き込む。 物体の らくカ をつけ し、エレベーターと小 球それぞれについて, 運動方程式 ma=Fを 立てる。このとき, 鉛 直上向きを正とすると, M+m エレベーターの加速 度の大きさをα, 糸の 張力の大きさをTと F YT T M a mg Mg 複数の物体について, 運動方程式を立てる場合, ①1つ1つの物体に注目。 ②その物体が他の物体 から受ける力を図示。 ③運動方向について, 運動方程式 ma=F を 立てる。 エレベーターにはたらくカ エレベーター: Ma=F-T-Mg 小球にはたらく力 小球: ma=T-mg 求め、 てる。 この2式を連立させて解くと, F a = M+m --g,T= m F M+m

（4）がわかりません。 原点での時刻tのグラフを描いて、そこから時刻をt-x/vずらして式を作ったのですが、なぜ違うのでしょうか？ また、yxグラフから式を作る方法を教えてください。

↑y [m] 136 正弦波を表すグラフと式 右図は、軸の正の向 a きに進む周期 0.20sの正弦波の, 時刻t=0 [s] におけるT 2.0-- x(m) 必 波形である。 2.0 4.0 6.0 v [m/s]はそれぞれいくらか。 (1)この正弦波の波長入 [m], 振動数f [Hz], 速さ (2)時刻t=0[s] における位置x[m]での変位y[m]を表 す式を書け。 (3) この正弦波が[s] 間で進む距離はいくらか。 -2.0 (4) 位置 x〔m〕での時刻 [s] における変位 y〔m〕を表す式を書け。 Hz センサー 33

この問題の（3）で、 わたしはビルの高さを求めるのなら、 鉛直投げ上げの公式v＝v0t−½gt²の式から出た答え14.7から、（1）で出た答え4.9を引く必要があるのかなと思ったのですが、なぜ引かないんですか？ （投げ上げの公式で出た答えは、ビルの高さ＋投げ上げた高さですよ... 続きを読む

基本例題 5 鉛直投げ上げ 基本問題34,35,36,37 ある高さのビルの屋上から、 鉛直上向きに速さ 9.8m/sで小球を 投げ上げたところ, 3.0s 後に地面に達した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 として、 次の各問に答えよ。 9.8m/s (1) 小球を投げ上げてから最高点に達するまでの時間と, 屋上か ら最高点までの高さを求めよ。 (2) 小球が地面に達する直前の速さを求めよ。 (3) 地面からのビルの高さを求めよ。 指針 ビルの屋上を原点とし、 鉛直上向き にy軸をとって,鉛直投げ上げの公式を用いる。 投げ上げられた小球が最高点に達するとき,その 速度は0となる 。 解説 (1) 速度が0となるときが最高点 になる。 求める時間t[s] は, 「v=vo-gt」 から, 0=9.8-9.8xt\mt=1.0s 求める高さを y〔m] とすると, 地面 負の符号は,速度が鉛直下向きであることを表 している。 (3) 求める高さは,投げ上げてから 3.0s後のy 座標 y〔m〕の大きさである。「y=vot-12gt-」 2\m0. から, y2=9.8×3.01 ×9.8×3.02=-14.7m m0 これは,屋上を原点としたときの地面のy座標 である。したがって、ビルの高さは15m T 「y=vot-1/2gt2」から、 y=9.8×1.0 11/13× ×9.8×1.02=4.9m (2) 求める速さは,投げ上げてから3.0s後の速 さである。 「v=vo-gt」から, Point 軸の原点を地面にとるとは限らない。 屋上を原点にとって、 鉛直上向きを正としてい るので、地面の座標は負の値で表される。 v=9.8-9.8×3.0=-19.6m/s 20m/s

mをどうやって求めているのか全くわかりません💦 教えてくださいお願いします🙇

339クインケ管による実験 図のような, 入り 口Sから音を入れ, 左右2つの経路 (SAT と SBT) を通った音を干渉させ、出口Tでその干渉音を聞く 装置がある。 はじめ, 左右の経路の長さは等しく ができる。 S A) B なっている。 この状態からBをゆっくり引き出して出音 いったところ,Tで聞く音が次第に小さくなり T 0.17m 引き出したところではじめて最小となった。 音の速さを3.4×102m/s とする。 (1) 音の波長と振動数はいくらか。 (2)定性 音の振動数はそのままで室温を上げて同様の実験をすると, 音がはじめて 最小になるまでにBを引き出す距離は, 長くなる・短くなる・変わらないのどれか。 ヒント (1) Bl〔m〕 だけ引き出す ⇒ 経路差は21〔m〕 (2) 音の速さが大きくなる。 1,2 6.4×10 Hz 340 音の干渉図のように, スピーカー A, B から同じ振動数の音を出す。 A, B から等距離にあ る点0で音の強さは極大であり,点から直線AB に平行に移動すると,音の強さは次第に小さくなっ てから大きくなり, 点Pで再び極大になった。 「聞く T CA 2.5m OS-01X04.8 2.5m P 2.5 -12.0 m- B (1) スピーカー A, B が出す音は, 同位相か逆位相か。 BC ISOXONE (08-)-01x04.E (2) スピーカーが発する音の波長はいくらか。 aa 6.8×10 Hz ➡2 ヒント (2)点Pで音の強さが極大となるので,|AP-BP|は波長の整数倍である。

（2）においてばねの伸びがa-xになるのは何故ですか？ a+bだと思ったのですが

出題パターン 鉛直方向への物体の単振動 XA a ばね定数のばねを鉛直に立て、床に固定する。 ば ねの上端に質量の薄い板Bを取りつけ, 板の上 質量の小球A を乗せると、 自然長からだけ縮 んで静止した。 このつりあいの位置を0として、 鉛直上向きに軸をとる。 また、 重力加速度の大きさ をgとする。 (1) ばねの痛み α を求めよ。 次に板B をつりあいの位置から、さらに (0) だけ下げて静かに放すと、 AとBは一体となり単振 動した。 小球Aと板Bの単振動の周期を求めよ。 (3) 位置における, 小球 Aの速さを求めよ。 0 eeeeeee 1-2xy (4) 小球Aが板Bから受ける垂直抗力N の関数として表せ。 代入して などと (5) 小球Aが板Bから離れないもの条件を求めよ。 解答のポイント! A. B間に働く垂直抗力をNとして, A, B それぞれの運動方程式を立て N を求め, AがBから離れる 垂直抗力NO を用いる。 解法 (1)問題文の図で、力のつりあいより (a-x)だけ元に 戻ろする ポイント!! (M+m)g=ka M+mg ... 00 k 今後の式変形に、この人を フル活用することになる。 (2) 単振動の解法3ステップで解く。 X1 必ず向きを Ma +9 れない条件 STEP1 x 軸は与えられている。 STEP2 振動中心は、つりあいの (白)a 位置x=0の点。 折り返し点は速さ0で静かに放し そろえる α ka at Mg x = -b と, 振動中心に対して対 称の位置にあるx=bo X(中)0* mg 図9-8 自然長はx=αの点。 STEP3 9-8 のように、加速度をα. A,B間の垂直抗力をN ると, 図9-8 より A,Bの運動方程式は,

(2)がよく分かりません💦 できるだけ詳しく解説お願いしたいです…🙏🏻

応用問題 83 加速中の列車内の単振り子■ 水平でまっすぐなレール上 を一定の加速度αで進む列車がある。 列車の天井から,質量m の小物体を長さlの軽い糸でつるしたところ, 鉛直方向から0傾 いて静止した。重力加速度の大きさを」 とする。 (1) tan の値を求めよ。 (2) この物体を少し後方に引いてはなすと単振動をした。 その周期Tを,0を用いずに 表せ。 ➡81, 82