大至急です！！！！！！！！！！！！！！ 物理の実験なんですけど、この実験から何がわかって何を伝えればいいのかわかりません。助けてください！ 3枚目の紙をまとめて提出します！

課題の背景 「物理基礎」 1学期力学分野 パフォーマンス(レポート) 課題 力学は, 物体にはたらく力に着目することによって, 現実に起こる現象を解明・予測する学問で す。一見すると予想と反する現象が観測されたとしても, 物体にはたらく力に基づいて注意深く考 察すると,一貫した原理・原則に従って現象が生じていることを確認できます。 また, 力学の考え 方 力のつりあいや作用・反作用の法則等) を用いると, 物体が静止するという何の変哲もない現 象から, 物体が持つ固有の性質(質量,体積,密度など) を知ることができるのです。 課題 右図に示すように, 台はかりの上に水の入ったビーカーを乗せて, ばねは かりに取り付けられた糸に物体をつるして水中に完全に沈めます。 このと き物体を沈める前と後の台はかりの示す値とばねはかりが示す値をそれぞ れ測定します。 上述の実験を同じ質量 (約115 ~ 120g 程度とする) で異なる 体積を持つ球形の物体 A, B, C (A: 直径4cmの球, B: 直径5cm の球, C:直径 6cmの球) の場合で行います。 ばねはかり 異なる体積の物体を沈めたときの測定結果から, 台はかりが示す値の変化 の規則性について、 以下の点に注意を払いつつ, 分かりやすくまとめてみま しょう。 必要であれば, 水の密度を1.0g/cm3として考えても良いです。 (1) 実験手順を簡潔に示して, 実験によって得られた測定値を正確に, 整理して表にまとめる。 (2) 台ばかりの値の変化の規則性について, 力のつりあいや作用・反作用の法則に基づいて解釈し て,分かりやすくまとめる。 台はかり 本課題を踏まえた発展的内容 上記の実験で見出された法則を活用して, 右図のような複雑な形状を持つ未 知の物体Xの密度 (水の密度よりも大きい) を測定する簡潔な方法を提案し てください。 また, 水の密度よりも小さい物体の密度を測定するにはどのよう にすれば良いでしょうか。 ■本課題における評価ポイント 課題レポートでは,科学的な思考/表現プロセスの全体が評価対象になるので、他の人にも伝わる ように,自分の考え方を, 言葉 数式・図表などを用いながら、 分かりやすく説明してください。 なお,本課題では考察部分の記述から主に次の点について評価します(ルーブリックを参照)。 力のつりあいと作用・反作用の法則を適切に使いこなしている。 • 台はかりが示す値の変化について, ばねはかりの値と関連づけるなど, 実験結果に基づいて科 学的に妥当性の高い考察を提示している。 • 各物体にはたらく力の矢印の作図をするなど, 図表や言葉数式などを用いて, 分かりやすく 書かれている。

(3)(6) ２枚目の写真のマーカー部分で、なぜF≦μRになるんですか？ FとμRはそれぞれなんの力ですか？

14 * 基 水平な粗い床の上に, なめらかな 斜面をもつ質量 M の台が置かれている。 斜面の角度は30° である。 質量mの小 物体Pが,天井に固定された糸で斜め 上方に引張られ, 斜面上の点Aで静止 していて, 糸が鉛直方向となす角度も 30°である。Pの床からの高さをんとし, 重力加速度をg とする。 P m A M 30° B 30° 01 (1) 糸の張力T, およびPが斜面から受ける垂直抗力 N をそれぞれ求 めよ。 (2)台が床から受ける静止摩擦力F と垂直抗力R をそれぞれ求めよ。 (3) 台と床との間の静止摩擦係数μはいくら以上か。 糸を切るとPは斜面に沿って滑り出した。 一方, 台は静止していた。 (4)Pの加速度α, およびPが斜面から受ける垂直抗力 N2 を求めよ。 (5) 糸を切ってから,Pが斜面を滑り, 下端Bに達するまでに要する 時間を求めよ。 また, Bに達したときの速さを求めよ。 (6) このようにPが斜面上を滑っている間, 台が静止しているために は,台と床との間の静止摩擦係数μはいくら以上であればよいか。 (山形大 + 徳島大)

最後の問題は板について運動方程式を立てて解けないのですか？

15 基 天井から糸yでつるされた定滑車に糸α をか け, 左には質量mの物体Aを,右には質量mの板 をつるす。 Aと床の間を糸β で結び, 板上に質量 M の物体Bを置く。 滑車は滑らかで質量は無視でき, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 糸α,β,yの張力はそれぞれいくらか。 a a A (2) 糸β を切ると、 全体が動き出した。 m 糸 B (ア) Aの加速度はいくらか。 また, Aが距離んだ B け上がるのにかかる時間はいくらか。 TITTZ DAM 板m

Bに働く力で、なぜ摩擦力がそっちの向きなのかがわかりません。(左向きの力もそもそもないのに) 次に、Aの方で、Bの摩擦力が逆向きで書いてあるのはなんでなんですか？(関係ないのではないでしょうか)

[18] 図のように, 水平でなめらかな床上に置かれた板 A (質量ma [kg]) の上面に, 物体B(質量mg 〔kg) がのっ ている。 Aに大きさ F[N] の水平な力を, 図のように 右向きに加え続けたところ, BがAの上面ですべりな がら,A,Bともに運動した。 AとBとの間の動摩擦 ・正の向き B 係数をμ', 重力加速度の大きさを g [m/s2] とし, 図の右向きを正とする。 (1)Bにはたらく摩擦力の向きを答えよ。 (2)B の床に対する加速度 αB 〔m/s2] を求めよ。 (3) A の床に対する加速度 α 〔m/s2] を求めよ。 F-μ'mg 解答 (1) 正の向き (右向き) (2) μ'g [m/s2] (3) [m/s2] MA (解説) 正の 4B 向き 正の Aが床面から受ける垂直抗力の大きさを NA 〔N〕, BがAから受ける垂直抗力の大きさを NB[N] とす る。BにはたらくNBとAにはたらく NB は,作用 反作用の法則より, 大きさは等しく向きは反対であ る。AとBの間の動摩擦力の大きさはμ'NB[N] で ある。 B にはたらくμ'NBとAにはたらくμ'NB と は、作用反作用の法則より, 大きさは等しく向きは 反対である。 (1) Aは運動を妨げる向き, つまり負の向き (左向 き) に動摩擦力を受ける。 よって, Bはそれとは 反対向き, つまり正の向き (右向き) に動摩擦力 を受ける (2)Bにはたらく力について考える。 水平方向の運 Bにはたらく力 B NR m Bg Aにはたらく力 μ'N NBmag 動方程式は mBaB=μ'NB ...... ① 鉛直方向の力のつりあいより NB-mbg=0 ....... 2 A の水平方向の運動方程式は max=F-μ'NB ②式より NB=mgg これを①式に代入して mag=μ'meg

運動方程式についてで、画像のように式を立てたのですが、なぜ誤っているのでしょうか？2.0−μ'Nとすべきだと思うのですが…

カ 向に引くとき. 物体に生じる加速度の大きさを求めなさい。 ( 大きいFNで一定の値を示すように水平方 80 水平面上に置かれた質量 0.50kgの物体に, 2.0m/sの初速を水平方向に与えると, 物体 は斜面上を一定の加速度で減速し, 0.80mだ け滑って静止した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s²として, 有効数字2桁で次の問いに答 えなさい。 (1) 物体は何m/s2で減速したか。 ( ) m/s2 (2) 水平面と物体との間の動摩擦係数を求めなさい。 ( 0.50kg 2.0m/s 0.80m- ) ) m/s²

物理のエッセンス　力学　74 運動方程式 解答では発射された質量mのガスを正と仮定していますが、私はロケットとは逆方向だと仮定し負にしました。 3枚目が私の考え方なのですが、合っていますでしょうか？

60 力学 以下,滑らかな水平面上での現象とする。 70 2kgの球Pと10kgの球Q が図のように衝突し た。 衝突後のQの速度を求めよ。 71* 静止している質量Mの木片に質量mの弾丸が速 さひで突き刺さった。 木片の速さを求めよ。 ま た、系から失われた力学的エネルギーEを求めよ。 72* 質量Mの粗い板が置かれている。 質量mの物体 が速さで飛んできて, 板上をすべり,やがて板 に対して止まった。 最後の全体の速さ”はいくらか。 運動工か? なんでだ... 73 静止していた物体が,質量mとMの2つに分裂し した。両者の速さの比v/Vと運動エネルギーの比をそ れぞれ, m, M で表せ。 m vo 6m/s 3m/s Po- mvo ■ 運動量保存則はベクトルの関係だから,直線上に限 らず,平面上で起こる衝突･分裂に対しても成り立つ (証 明は前ページちょっと一言と同じ)。 そのような場合には x,y 方向それぞれの成分について式を立てる。ときに は,運動量のベクトル図を描いて考えてもよい。 High 物体系に働く外力の和が0とな Miss 摩擦があると運動量保存則が使えないと思う人が多い。 でも物体と 板の間の摩擦は内力だ。 作用・反作用 3m/s M V A M 0? m トク 静止からの分裂速さは(運動エネルギーも) 質量の逆比 ムズム 74* 速さ Voで進む質量Mのロケットから質量mのガスを後方に噴射したとこ ろ, ロケットから見てガスはuの速さで遠ざかった。噴射後のロケット(質量 M-m) の速さ Vはいくらか。 相対速度の考え方 M V2 V2

2枚めが回答なのですが、ピンクで色をつけた部分の静止摩擦力が等しくなる理由は何ですか？

3 図4のように, 水平でなめらかな床面上に, 上面があらくて水平な板 A を置き、その上面に物体Bをのせて静止させた。 A の質量をM, B の質量 をm(M> m) とする。 いま, A に水平右向きに一定の大きさの力を加え 続けると同時に, B に水平左向きに一定の大きさ F2の力を加え続けると, BはAの上面をすべることなく, AとBは一体となって水平右向きに等加 速度直線運動をした。 このとき, AとBの間にはたらいている摩擦力の大 きさを表す式として正しいものを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 ① 床面 mFi+MF2 M \MF2-mFil M+m (2) (5) F2 B m 4 \MF2-mFil M mF+MF2 TM-ml AM (3) Fi mF+MF 2 M+m \MF2-mFil M-m

なぜ、慣性力がはたらくんですか？💦

<発展例題 64 単振り子と見かけの重力 図のように,鉛直上向きに一定の大きさαの加速度で上昇する エレベーターの天井に、糸の長さもおもりの質量mの単振り子を つるした。この単振り子を小さく振動させたときの周期を求めよ。 重力加速度の大きさをgとする。 [T g' = 2π 5.61 考え方 おもりにはたらく重力と慣性力の合力が, エレベーター内の見かけの重力となる。 解答 エレベーター内の観測者から見ると,おもりには重力,糸の張力張力 慣性力(鉛直下向き)がはたらき, 重力と慣性力の合力が見かけの重力と なる。見かけの重力加速度の大きさを g' とすると,も mg′=mg+ma よって, g′=g+a したがって, 単振り子の周期Tは,T=2 1 g+a m 2 a THY 慣性力 ma 重力 mg a

N＝の方途中式がわからないです。教えてください

例題2 運動の法則 (接触する2物体の運動) 図のように, なめらかな水平面上に置かれた, 質量 M [kg] の物体Aと質量 m[kg]の物体Bがある。 物体Aの左端を水 平方向に F [N] の力で押した。 物体Aに生じる加速度の大 きさと,物体Aが物体Bに及ぼす力の大きさを求めよ。 【解法】 物体Aの左端をFの力で押すと, 物体Aは物体B を押すことになる。 物体Aが物体Bを押す力の大きさを N [N] とすれば,作用・反作用の法則より, 物体Bは物体A を大きさNの力で押し返すことになる。 物体Aと物体Bは どちらも鉛直方向には動かないので,鉛直方向の力の合力は 0 である。 物体Aに生じる加速度の大きさを a [m/s2] とす れば,物体Bも加速度 αで運動する。 物体Aの運動方程式は, Ma= (OF-N) 物体Bの運動方程式は, ma=N となるので,この2式より, 10 a= mth M= mF mth A VERY A bl M 垂直抗力 a B m 垂直抗力 Im NN 重力 重力 200 B2のおきらめ るからか y

力積の考え方がわかりません （力の大きさ）=（一回の反射による力積）（一秒間に入射する光子の数）がわかりません そもそも瞬間的な衝突にたいして時間tを持ち込む感覚がわかりません

解答 (1) 2h 入 (2) E入 he (3) h 指針 波長の光の光子は,運動量ｶ= =1/7. エネルギーE= 9 入 (光子の数)=- 2E C もつ。光子が鏡で反射するときのようすは、気体の分子運動論と同様に 考えることができる。 解説 (1) 図のように, 光子が鏡で反 射したとする。 右向きを正とすると,鏡 で反射するときの光子の運動量の変化は. 光の波長を用いて, = (光のエネルギー) (光子1個のエネルギー) 反射前 hc 入 h 反射後 / 2 h 2h (-1/2) - ^ /- = - 入 入 光子の運動量の変化は, 光子が受けた力積に相当する。 作用・反作用 の法則から、光子が鏡におよぼす力積は,光子が鏡から受けた力積と 2h 逆向きで同じ大きさとなる。 したがって, 求める力積の大きさは である。 入 2h EX 2E × 入 hc C ◆正の向き 鏡| //* hc (2) 光子1個のエネルギーは なので, 1秒間に入射する光子の数 入 を m E EX hc hc 入 (3) 鏡が受ける力の大きさは,鏡が単位時間あたりに受ける力積の大 きさに等しい。 (1), (2) の結果を用いて, ( 力の大きさ) (1回の反射による力積) × (1秒間に入射する光子の数) とを 用して, 数値を2乗の に整理している。 ○反射した後の光子は 向き(負の向き)に進み、 運動量は負となり, と表される。 気体の分子運動論と じように考えることが きる｡ ●Eは、鏡の単位面積あ たりに毎秒入射する光の エネルギーである。 395