赤で丸で囲ったgってなぜ−gなのですか？

166 2 近日点 解く! 太陽 太陽の周りを楕円軌道を描いて運動する惑星がある。 太陽からの近日 点の距離がn. 日点の距離がんであるとき､惑星の近日点と遠日点 における公転の速さをそれぞれ求めよ。ただし万有引力定数をG, 太 陽の質量をMとする。 近日点 準備 楕円軌道の典型的な問題です。 近日点, 遠日点とい 橋元流でこう言葉を覚えておきましょう。 Theme 3 Step 2 でも少し触れ ましたが、近日点とは、惑星が太陽にもっとも近づく点 遠日 点とは太陽からもっとも遠ざかる点です。もし、地球の周りを回る人工衛 星なら、近地点、遠地点という言葉を使います。 楕円を描いてみるとわか りますが、近日点と太陽と遠日点を結ぶ線は直線で、楕円の長い方の直径 になっています。 END m 図8-19 M 遠日点 太陽 8-20 遠日点 近日点での惑星の速さをも遠日点での惑星の速さを2として,図に書 き入れると,これらの速度ベクトルは楕円の接線方向なので、 2 はnに対

①丸で囲った所図からどのように導き出しているのですか？ ②T＝2π/ωってどこからきているのですか？ 教えてください。

142 問題演習 円運動の頻出パターンの問題を解く! 1 図のように頂点Pが最下点に あり 母線が鉛直と0の角を なす円錐がある。 頂点Pから高さん の円錐のなめらかな内面を, 質量m の小球が高さを変えずに等速円運動 している。 この小球の角速度の大き さと円運動の周期を求めよ。 次に円運動の中心を0として, 小球 から点に向かって座標軸を引きま す。それに垂直に座標軸」を引きます。 小球に働く力は①重力mg,② 《タッチ》している円錐内面からの垂 直抗力です。 その大きさをNとしてお きます。 P 0 N sin 0 = mg 水平面内の円運動の問題です。 Theme 3 Step 1の円錐振り 橋元流で子と同じように解けばいいですね。 まず問題図からわかるよう に,この円運動の半径は, 与えられた記号を使ってん tan で 解く! Oj xC 図7-20 'm 0 N cost 図7-21 Nsin0 mg Nは座標軸に対してななめですから, 分解します。 すると, 軸方向の成分 は N cos 0, y 軸方向はNsin 0 となり ます。 P J-17-152KG X TAN COX 小球は鉛直方向には動きませんから,y 軸方向の力のつりあいの式を書 きましょう。 12

台の上の物体の重力はひもが無かったらかかりますか？ また糸を引っ張る力が無くなるまで重力はかからずに下に押す力N2が大きくなるだけですか？

チェック問題 1 力の書き方 「ナデ・コツ・ジュー」 次の灰色をつけた物体が受ける力を矢印で書き込め。 (1) (2) なめらか な壁 棒 m[kg〕 粗い床 m[kg〕 M 〔kg〕 DS 床 物体 6分

これは覚えなきゃいけないのですか？ 公式です。

Theme 3 最高点の高さと水平到達距離を求める 放物運動の公式を使って,問題をどう解くかを考えてみましょう。 ここ で学ぶことは放物運動の基本ですが,これが Theme 4の少し難しい応用 問題の解法につながっていくのです。 まずは4つの公式を全部書き出しておく Step 1 第2講 等加速度運動を解く 地上から初速度の大きさ 水 平に対して0の角度にボールを投 げ上げるとします。 ボールを投げ 上げる地点を座標の原点とし、投 げ上げた瞬間を時刻 t=0としま す。 そして, 時刻tにおけるボール の位置と速度の公式を4つ書き出 しておきます (図2-8では,原点 から投げ上げるように描いていま すが、公式には時刻 t=0のボールの位置をxo,yoとしてあります)。 軸(水平) 方向の運動に関する公式 -v, sine ( y 軸方向の初速度) y軸 ( 鉛直方向の運動に関する公式 Vo COSA (x軸方向の初速度) X = Vocaso.t+π........ [I] [Ⅱ] √x = Vo coso (-2) y = - 1/12 gt² + vo sind.t + y. [II] 図2-8 IC 35 Vy = - gt + Vo sino ...... [IV] 4つの式の中には、使わないものもあるかもしれませんが(とくに式

(5)番なんですがN>=0は分かるのですがそれ以降が分かりません。わかりやすく教えて欲しいです。

31 鉛直方向への物体の単振動 ばね定数kのばねを鉛直に立て, 床に固定する。 (1 ねの上端に質量mの薄い板Bを取りつけ,板の上 00 に質量 M の小球 A を乗せると,自然長からだけ縮 B- んで静止した。このつりあいの位置をx=0 として, 鉛直上向きにx軸をとる。 また, 重力加速度の大きさ をg とする。 (1) ばねの縮みαを求めよ。 & DUH 次に板 B をつりあいの位置から、さらに6(>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。 (2) 小球 A と板Bの単振動の周期を求めよ。 (3) 位置 x における,小球Aの速さを求めよ。 (4) 小球 A が板 B から受ける垂直抗力N をxの関数として表せ。 MOO AUSSE 出題パターン (5) 小球Aが板 B から離れないの条件を求めよ。 516100-2 .. a= 折り返し点は速さ0で静かに放し た x = - b と,振動中心に対して対 称の位置にあるx=bo 自然長はx=a の点。 102 漆原の物理 力学 解答のポイント! さぶ 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N=0を用いる。 magn 下向きにとるこ 解法 (1) 問題文の図で,力のつりあいより, (M+m)g=ka M+m ① k 単振動の解法3ステップで解く。 (1+0) S** STE | 1 x軸は与えられている。 DRS STEP2 振動中心は、つりあいの(自a 位置x=0の点。 g Baiepm x1 (中) 0x a+ 上 Lau T-e ポイント!! 今後の式変形に,この式を フル活用することになる。 必ず向きを そろえる AV Spreeeeee da at, af Mg mg 図9-8 2000円 A k(a-x) B IN 「縮み a-x (1+0)S STEP3 図9-8のように, 加速度をα, A,B間の垂直抗力をNとす ると,図9-8 より A,Bの運動方程式は, (1+n)S

円運動、 垂直抗力の正負がほんとに分からないです、この写真のときの、問題でなんで違うんですか。自分で図を書いても意味がわかりません。どなたか図で教えてもらえませんか？

9 3 13 遠心力に関係した身近なも T から見 ang 鉛直面内での円運動 右図のような, 半径r[m]のなめらかな円筒面に向 て質量m[kg]の小物体を大きさ [m/s] の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。 重力加速度の 大きさをg[m/s ] とする。 (1) 鉛直線となす角が0の点(図の点C) を通過すると L A CO 遠心 0 1933 きの小物体と面から受ける垂直抗力の大き AUDIO さを求めよ (2) 小物体が点Bを通過するための の条件を求めよ。 ●センサー 39 円運動では,地上から見て 解くか、物体から見て解く かを決める。 ① 地上から見る場合 遠心力は考えず、力を円の 半径方向と接線方向に分解 し、円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 小井 生ブ か または mr²=F ②物体から見る場合 遠心力を考え、力を円の半 径方向と接線方向に分解し, 5 136 半径方向のつり合いの式を V² m-=F Y HARENTE 立てる｡ ※どちらでも解ける。 ●センサー 40 物体が面に接しているとき, 垂直抗力 NO (1) 水平面を重力による位置 エネルギーの基準面とする。 先生にきく 2 mvo ■解答 (1) 点Cでの小物体の速さを [m/s] とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より 1 1 = 2 m ゆえに, v=√√√v²-2gr (1+cos) [m/s] F 基準 fr mv²+mg(r+rcose) Vo 3 54 ora ・① 垂直抗力の大きさを/〔N〕 とすると, 地上から見た円運動の運動方程式は, 129 134 138 B A v²-4gr Bmgcose N rcos00 O r [8] mg OmN+mg cos の これにを代入し, 整理すると, 2 mvo N= - mg (2+3 cose) (N) ...... 14 物理 r 別解 小物体から見ると,円の半径方向にはたらく力は、実際丁( にはたらく力のほかに、円の中心から遠ざかる向き start 基準位置 N+mg cose m-0(量的関係は上と同じ) r 9 遠心力がはたらいている。 半径方向の力のつり nof SA 合いより 非等速円運動では,円の接線方向にも加速度があり,物体か ら見た場合,接線方向での力のつり合いを考えるためには、接 線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2) (1)より、0 Nはともに減少していく。点Bを通過するためには、点B でぃ > 0 かつ N≧0であればよい。①より①=0を 代 入して、 v= では, 0 が小さくなるにつれて,v, ≦z〔rad] なんで2乗外して?COSO°=1M=

全てが分かりません。公式にこんなの存在しないし、何に当てはめてんのか意味がわかりません。どうしたらこの回答になるのか教えてください。どなたか心優しい方教えてください。

物体をx軸の正の向きに引き,ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め, 時間がれだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がこのとき、 物体にはたらく力の水平成分 F はいくらか。 2) (1) のとき, はいくらか (ust) 20 148 重まった2物体の単振動 図のように、ばね定 kのぼれのつながった質量Mの平らな台がなめら かな水学童上にあり、台の上には質量mの物体が置 かれているばねの他端は壁に固定されており,台を 水平に携載 伸びたところで台を静かにはなしたところ, 物体は台の上ですべることなく,台と一体 となって 1) この振動の周期を求めよ。 台 小物体 ばね k M 1000 m 台を水平に引っ張り, ばねが自然の長さからdだけ せることができる。 重力加速度の大きさをgとする。 した。台と物体の間の静止摩擦係数をμ, (2) 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 (3) 振動中にばねの伸びがd となった瞬間の、物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 4) 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 10 149 初期位相がある単振動なめらかな水平面上に 質量mの小球を置いてばね定数んの軽いばねの一端 を接続し、ばねの他端を壁に固定する。 ばねが自然の 長さのときの小球の位置を原点として、図の右向 きに軸をとる。 速度の正の向きは、x軸の正の向きとする。 (1) 時刻 t=0 に, 原点Oにある小球に初速度(v>0) を与えたところ,小球は単振動 を行った。 単振動の振幅Aをkm, v を用いて表せ。 2) (1) のとき、小球の単振動の角振動数をとして,時刻における小球の座標xをA, wtを用いて表せ。 (3) 小球を一度静止させて r=A の位置まで移動し、静かにはなすと小球は角振動数ω の単振動を行った。 小球をはなした時刻を t=0 として、時刻における小球の座標 を A, wt を用いて表せ。 4③3)の大き、小球が原点を通過するときの速さを Vとする。時刻における小球の 速度をV, w, tを用いて表せ。 Aはかんけいないから下線 自然の長さ 2000000000 ○ 10 単振動

物理基礎【ばね振り子】 なぜここがマイナスになるのでしょうか？

動の式 2 p.85 wt=-w²r ーる。 36 10 例題 34 ばね振り子 軽いばねの一端を固定し、 他端に質量 0.10kgのおも りをつるすと, 自然の長さから 0.050m だけ伸びてつ り合った。このばねを自然の長さにしておもりを支え, 静かに手をはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/s2, を3.14 とする。 ●センサー 41 つり合いの位置をx=0 に とり,任意の変位にお いて物体にはたらく合力が F=-Kxの形で表される 復元力なら, その物体は単 振動する｡ ●センサー 42 小さな振幅で往復するものは,たいてい単振動とみなせる。 ばね振り子の周期 m T=2π k 水平方向, 鉛直方向, 斜面 方向のいずれの振動でも同 じ式で表すことができる。 (1) このばねのばね定数k [N/m〕 はいくらか。 (2) つり合いの位置から 〔m〕 だけばねが伸びたとき, おもりにはたらく力の合力F[N] はいくらか。 ただし, 鉛直下向きを正とする。 また,このような力がはたらくときの運動の名称を答えよ。 (3) おもりの振動の周期 T〔s] と振幅A〔m〕 はいくらか。 (4)ばねが自然の長さから0.020m だけ伸びたとき, おもりの加速度の大きさ a [m/s2] はいくらか。 センサー 43 単振動の加速度αは,中心 (つり合いの位置) でα=0 両端で大きさが最大となり, a= ± Aw² (5) ばねが自然の長さから 0.050m だけ伸びたとき, おもりの速さv[m/s] はいく らか｡ ●センサー 44 単振動の速度では,中心 (つり合いの位置)で大きさ が最大となり, v=Aw 両端でv=0 第Ⅰ部 様々な運動 解答 (1) おもりにはたらく重力 と弾性力のつり合いより, 0.10×9.8-kx 0.050 = 0 したがって k=19.6=20[N/m〕 (2) F=0.10×9.8 - 19.6× (0.050+x) = -19.6 x 〔N〕 変位の大きさに比例し,変位と 逆向きにはたらく力を復元力と いう。 復元力がはたらくとき 物 体は単振動をする。 (3) T=2π 0.050m m k ≒2×3.14× 144 1510 3.14 7 0.050 m 自然の つり合いの 位置 0.050 m Step 2 名前 139 単振動次の 単振動は,一般に て表される。円の半 のときの物体の位置 クリーン上の座標 におけるスクリーン a とすると, v= る。 またェが正に Aを ⑧ ωを ような ⑩0]力が いて T = ①1 と 弾性力 k×0.050 〔N〕 10.10 19.6 V = 0.448... 0.45 〔s〕 振幅は単振動の中心と端の間の距離で表されるので、 A = 0.050〔m〕 (4) このとき,r=-0.030[m] である。 ---- 自然の長さ 原 必解 140 単振動 時刻 t=0[s] のと x=0.10〔m〕 の位置 (1) この単振動の (2) この単振動の (3) この単振動の つり合いの位置 重力 0.10×9.8N ・弾性力 k (0.050+x) (N) 自然の長さ つり合いの位置 →解 重力 0.10×9.8N 2π また, w = - =14〔rad/s] T したがって,a=|-ωより a=|-142×(-0.030)|=5.88=5.9〔m/s']| (5) 力のつり合いの位置では, 速さは最大になっており、 別解力学的エネルギー保存の法則で求めることもできる。 v=Awで表される。 したがって, v=0.050×14=0.70[m/s] 141 単振動の周 中心から0.10 m 3.14 とする (1) この単振動 (2) この単振動 142 水平ばね をつけた水平 もりを水平面 りは単振動し (1) この単振 (2) この単振 (3) この単 (4) おもりの (5) おもりの 140 142

【途中計算】教えてください！解けません！

Step 2 mgL したがって, T= VI2-22F 糸が切れないための張力の条件は,T≦3mgであるから mgL ゆえに,r≦ L 2√2 √I²-23mg 3 128 0.40 |解説| 求める静止摩擦係数をμ, 物体の質量をm[kg] とする 物体がすべり出す直前,物体には円の中心に向かって最 力F=μN=μmg(N〔N〕は垂直抗力の大きさ)がはたらい これが向心力となって等速円運動をする。 回転の周期を とすると,角速度w〔rad/s] はω=で与えられること 2π 解答編 p.65~68 円運動の運動方程式は, 2π\2 T mr =μmg これより、μ=- 4 4×3.14² × 010

なぜ斜面上向きの力がないのですか？

に忠実 問題 し解いてい う。 チェック問題 1 なめらかな斜面上の往復運動 標準 7分 傾き 0の斜面上の点Oから,質量mの 小物体を斜面上向きに初速度 ひですべ り上がらせる。斜面はなめらかなものと する。 (1) 運動を開始してから、物体の達する最高点までの距離 を求めよ。 (2) 運動を開始してから, 物体が元の点まで戻ってくるまで の時間tを求めよ。 解説 (1) Sep1 力の書き込み 「ナデ・ y コツ・ジュー」(p.36) で, 力を書き込む。 垂直抗力をNとする｡ Step 2 斜面上向きに加速度αを仮定。 図aのように, x,y軸をとり x 方向 の運動方程式を立てると x: ma=_mg sin 0 αと逆向きの力 よって, a = -g sin A 負なので,減速運動 10 IC 10 m mgsino V₁ N a 0mgcost mg 図a