問2の途中式の右辺がマイナスになる理由がわかりません よろしくおねがいします

[別解] 全体の力学的エネルギーの変化は,非保存 力 (動摩擦力) がする仕事に等しいことを用いて解 くこともできる。x=hでの速さを”として Mu2+1/21mo-mgh=-f'h=-μ'Mgh 1/12M+1/2 2gh(m-'M) ゆえに = m+M

問2 の弾性力による位置エネの式の意味がわかりません。よろしくおねがいします

15 問1 問2 ⑥ ドーは保存されるので から水平面上を運動して 問1 図aのように、上のばねは だけ伸び、下のばねは だけ縮んでいる。 よって 小球にはたらく力は、大きさ から点に達する 存されるので、重力に 水平面とすると の上のばねが上向きに引く力、 大きさ fi-k(l-h) 1-M の下のばねが上向きに押す力と 大きさ mgの下向きの重力であ る。 したがって, 小球にはたら 力のつりあいから 12 h mg 15 面にする直前の小 k(l-h)+k(l-h)-mg=0 であるので にする。 地球上での h=l- mg 2k ギーは、 この力学的エネル の2つの運動エネ 以上より,正しいものは ① 問2 小球の高さが1になったとき, ばねの長さの合 計がyなので,図bのように, 上のばねはy-21 だ け伸び、下のばねは自然の長さとなっている。 よっ て, 小球にはたらく力は,大きさ fi=k(y-21) の上のばねが上向きに引く力と大 きさmgの下向きの重力である。 したがって, 小球にはたらく力の つりあいから k(y-21)-mg=0 であるので 0000000 y= mg_ k +21 た y-21 ト mg 重力加速度の 動摩擦力は物 ある。 物体の初 までの距離を! レギーの変化が 2μg は24倍に 2倍になる。 ③となる。 また, 手がした仕事 W は ば ねとおもりからなる系の力学的エ ネルギーの変化であり、図aと図 bの状態の小球の重力による位置 エネルギーの変化 40 と弾性 力による位置エネルギー(弾性エ 図 ネルギー)の変化 40th の和に等しい。 よって W-40 +40 ばね =mg(1-n+1/24(y-212-12(1m)×2} =mg(1-h)+1/21k(y-21)-(1ール)。 以上より,正しいものは ⑥。

【1】の(1) 【2】の(3) 【3】の(2)(3) を教えていただけるとありがたいです

【1】 物体が, 直線上を点A~Dまで運動した。 そのときの物体の速さと 時間との関係は,図のようになる。 次の各問に答えよ。 # [m/s] B 30 進行する向きを正とし, 加速度 α と時間との関係を表すグラフを描け。 (2) AD 間の距離を求めよ。 A 3 0 1 2 3 5 [分] 10 (2) 30x5x3 +30×2 +30x * +040 + 25 30 95 【2】 橋の上から小球を静かに落としたところ, 2.0s 後に水面に達した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 として, 次の各問に答えよ。 橋 ●小球 000000000000000000 (1) 水面から橋までの高さはいくらか。 (2) 水面に達する直前の速さはいくらか。 (3) 橋の高さの中央を通過するときの速さはいくらか。 y = // ge² v=gt 02=2gg 2 19.6 19.6m4 9.8× 2 19.6 19.6m (12=1/2×9.8×= (2) v=gt 水面 (3)=2gg r2=2×9.8×9.8= 【3】 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をして、次の各問に答えよ。 (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。 L=vo-gt (1) 0 = =9.8-8 (2) y=voc-1/81212-vo2-286 0-9.8-98-1 t=0 y=4.8×1-1/2×98×1=9.8-4.9=4.9m # 9.8m/s 地面

運動量保存の問題です。 (4)です。坂を登る時の摩擦力から加速度を出して等加速度運動と考えてか解きました。 間違えてました。何がいけなかったのでしょうか。

25 水平面 AB と斜面 BC がなだ らかにつながっていて, AB間 は摩擦がなく,傾角6の斜面 には摩擦がある。 AB上で,質 量mの小物体Pが速さvo で, C P A 静止している質量 M の小物体 Qに正面衝突する。 P, Q 間の反発係数 (はね返り係数) を e, Q と斜面の間の動摩擦係数をμ,重力加速度の大 きさをgとする。 B (1) 衝突直後のPの速度vと, Qの速度 V を,右向きを正としてそれ ぞれ求めよ。 (2) 衝突の際,Pが受けた力積を,右向きを正として求めよ。 (3)衝突後,Pが左へ動くための条件を求めよ。 (4)衝突後,Qは斜面上の点Dに達した後, 下降した。V を用いて BD 間の距離を求めよ。 また, Q が点Bに戻ったときの速さVをV (センター試験+ 熊本大) を用いて求めよ。

（1）の解説の1行目の式はどこからきたものですか？ 教えてください。

解 例題 6★ v. [m/s] 高さん 〔m〕 のビルの屋上から, 水平方 向に速さv [m/s] で小石を投げた。 た だし,重力加速度の大きさをg 〔m/s2] とする。 h [m] (1) 小石が地面に達するまでに何秒かか るか。 (2) 小石はビルから何m離れた点に落ちるか。 (3) 地面に達する直前の小石の速さはいくらか。 屋上を原点 0, 右向きにx軸, 下向きにy軸をとる。 投げた瞬間を時刻 0, 地面に達する時刻を t 〔秒] とする。 水平方向は等速直線運動, 鉛直方向は自由落下の式を用いる。 h= (1) h = 1/12gtより 2h t= (s) g 0v [m/s] l ►x (m) ↓9 [m/s] t〔秒〕 Ux

2番の始めの円の運動方程式なんですけど mv²/rって向心力じゃないんですかね？ この式にどうやったらなるのか教えてください

北陸 から から umg umg ヒント 45 〈円筒表面をすべり落ちる小物体の運動〉 (1) 力学的エネルギー保存則を用いる。 (3) 「点Sで円筒表面から離れる』(垂直抗力) = 0 (5) 「ただちに円筒面を離れる』(垂直抗力) 0 (2) 半径方向の運動方程式を立てて、 (1)の結果を用いて求める。 (4) 力学的エネルギー保存則に, (3)の結果を用いて求める。 (1)点Qにおける小物体の速さをv とおくと,点Pと点Qにおける力学的エネ ルギー保存則 「1/12mo+mgh=一定」より 1 + 0+mgr= -mvQ 2+mgrcos 0* A ゆえにv=√2gr (1-cos0) .....① (2)小物体が円筒表面から受ける垂直抗力をNとして,点Qを通過するときに 小物体が受ける力を図示すると図aのようになる。 半径方向の運動方程式を 立て, ①式を代入して整理すると 2 VQ m =mg cos 0-N*B r 2 Vá N=mg cos 0-m- 2mgr (1-cose) =mg coso r r ← A この式では,位置エ ネルギーの基準を円筒の中心 0にしている。 m P 0 QN rcoso VQ mg 0 mgcoso 図a 2 ←B 別解 遠心力 m² -を r 含めた半径方向の力のつりあ =mg (3cos0-2)

物理基礎 ①2枚目の赤線は何故成り立つのですか？ ②なぜ2枚目の青線の式で答えを出せるのですか？

03 相対速度・ 相対加速度 図1のように, 一直線上で運動して いる物体AとBがある。 時刻 t =0に おいて, 物体AとBは4.0m離れてい て, v-tグラフ (図2)のような等加速 度直線運動をしていた。 ある時間後, 物体A 物体B -4.0m- 図1 2 物体AとBは衝突した。 ただし, 速度 と加速度は右向きを正にとるものとす る。 有効数字2桁で答えよ。 速度ㇼ 1 物体A 0 [m/s] 物体B -1 (1) 時刻t=0において, 物体Aに対 するBの相対速度はいくらか。 -2 0 1 2 経過時間t [s] (2) 物体AがBに衝突するまでの物 図2 v-tグラフ 体Aに対するBの相対加速度はいくらか。 (3)物体AとBが衝突するまでの時間はいくらか。 (4) 物体AとBが衝突する直前の相対速度の大きさはいくらか。

この問題の4番について質問です｡振動数はおもりの重さによっては変わらないとあるのですが，なぜですか？ おもりの数が多いほど，弦が張ることになるので，音が高くなると思ってました｡（ギターみたいな感じで）

(3) Hz である。 また, a=35cm をそのままにし, おもりを4倍に増やし たとき, 弦は共振しなくなった。 弦を再び共振させるには,Bを 少なくとも (4) cm 右に移動しなければならない。 64 弦の共振 全体の長さが120cm 質量 1.8g の弦の右端に滑車を通して質量 6 kgのおもりをつるし,振動源Sによって弦を振動させる。 この弦は, コマBを動かすことにより任意の一点を固定できる。 弦の張力はどこ も同じで,振動する AB間の距離をα, 重力加速度を10m/s2とする。 問1 コマBを適当に動かすと, a= 30cmで弦が共振する。 さらにB を右に移動していくと, a=35cm で再び弦が共振する。 したがっ て,弦を伝わる横波の波長は (1) cmであり,このときのAB 間の腹の数は (2) 1個である。 またSの振動数は (1) 振動数 fと波の速さが変わっていないの で、波長も変わっていない。 Aが節で今こ とに節があるから, Aから30cmの範囲の定 常波の様子は同じこと。 そこで,Bを右へ だけ移せば再び共振する。よって .. 1 = 10 cm 5cm ごとに腹が1つずつあるから 35÷5=7個 B =35-30 2 2 2 (2) 2 (3)密度は p = 1.8×10-3 120×10-2 B< [kg] と [m〕 を - = 1.5×10-3 kg/m 用いること v = mg P 6 × 10 V1.5×10-3=200m/s 2 もとの弦と同じ材質 同じ長さで, 直径が2倍の弦に張り替え て, αを30cmにし, おもりの質量を6kgに戻す。 このとき弦は 共振し, AB間の腹の数は (5) 個となる。 また, AB間の腹の 数を3個とするには, Sの振動数を (6) 200 v=fa より - f === 10 × 10-2 = 2000Hz (4) はじめはVP Img =fx.......① Hz とすればよい。 mを4倍にしたときの波長を とすると,fは< ①を見て,m を4 倍にすると A B 変わっていないから V p 4mg =fv.......② 2倍になると即断 したい。 S 中にス ② より 2= =24=21=20cm ① 1 (上智大) ・B' Level (1)~(4)★ (5),(6)★ Point & Hint 隔は (1) (2) 弦が共振するのは, 両端が節となる定常波ができるとき。 節と節の間 2 だから、弦の長さが1の整数倍に等しいとき,共振が起こる。 弦の長さが4=10cmの整数倍のとき共振するから、35cmより大き い次の値としては 40cm。よって,5cm 動かせばよい。 A 2 (5)直径を2倍にすると, 断面積が4倍になる から、密度も4倍になる。 波長を入とす ①からを4倍にす ③れば入は1/2倍と即 mg=fie ......③ 断できる。 ると V 40 この問題のような状況では,Sはおもりの重力 mg に より1=4 ∴ A2 = =5cm 2 12= cm ごとにあるから 30÷2=12個 は v [m/s] はv= (3) 弦の張力をS〔N〕, 線密度をp 〔kg/m〕 とすると, 弦を伝わる横波の速さ 等しい。

屈折率と絶対屈折率の見分け方を教えて欲しいです 下の問題なのですが，この屈折率は絶対屈折率のことを言ってると思うんですけど（解説より），普通の屈折率で捉えてしまいました｡どう見分けたらいいですか？

波長,振動数を求めよ。 40 屈折率nの媒質から空気中へ光が出るときの臨界角を 。 とする。 sin を求めよ。 また, 深さ Dの所に点光源 がある。ここから出る光を空気中へ出さないために必要 な円板の半径r を求めよ。 空気 n

この問題の（2）が分かりません。 答えは節が2468で腹が13579らしいです。 節は振動しない（真ん中にある）ところで、腹は振動している（上下している）ところだと思っていたのですが、図t=Tとこの答えでは逆になっていて、よく分かりません。 詳しく教えていただけると嬉しいで... 続きを読む

110.定在波(定常波) 直線上を右へ進む波 A と, 左へ進む波Bがあ の波の先端が出あった状態になっている。 る。 A,Bともに振幅, 波長および振動数の等しい正弦波で, t=0で2つ t=0 ₁ = 1 ½ T A 3 B 4 6 2 3 8 9 た 2 3 6 8 9 t= 3T 34 3 6 7 8 t=T 2 5 6 8 9 3 (1) 周期をTとするとき,12T, 21, 22 T, Tにおける A,Bの波を, -T. -T, 4 Aは一点鎖線,Bは破線で図示し, A, B の合成波を実線で図示せよ。 (2) 時間が経過すると合成波は定在波になる。 1~9の間で,節の位置, 腹の位置を番号ですべて示せ。