この問題は、等速円運動ではない円運動をしていますよね？ 等速円運動ではないのに、等速円運動の運動方程式（F＝m×r分のv2乗）を使えるのはなぜですか？

遠心力に関係した身近なものとしては,洗濯機や遊園地のループ式ジェットコースターなどがある。 例題15 鉛直面内での円運動 右図のような, 半径[m〕のなめらかな円筒面に向 けて,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。 53 58 62 B C P (1) 鉛直線となす角が0の点(図の点C) を通過すると きの, 小物体の速さと面から受ける垂直抗力の大き さを求めよ。 人 (2)小物体が点Bを通過するための の条件を求めよ。 Um 0.0& m Vo センサー 14 円運動では,地上から見てる 解くか、物体から見て解く かを決める。 解答 (1) 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, Bmgcose N C 1 1 ,2= mvo mv+mg(r+rcost) ① 地上から見る場合 2 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。 ゆえに、 cos00 mg ......① 12 m-=F r または mrw²=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, 半径方向のつり合いの式を 立てる。 ※どちらでも解ける。 ● センサー 15 v= vv-2gr(1+cos0)[m/s] 垂直抗力の大きさを N[N] とすると, 地上から見た円運動の運動方程式は, v² m =N+mg cose r これを代入し、整理すると, 2 mvo N= -mg (2+3cos) 〔N〕 r ......② 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 にはたらく力のほかに、円の中心から遠ざかる向き に遠心力がはたらいている。 半径方向の力のつり r 物体が面に接しているとき, 垂直抗力 N ≧0 合いより, m01.0 v² ◆N+mg cose-m - 00 (量的関係は上と同じ) (1) 水平面を重力による位置 エネルギーの基準面とする。 r 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, 00 [ad] では, 0が小さくなるにつれて, 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0かつN≧0 であればよい。 ①より, 8 = 0 を”に代 入して, v = √vo²-4gr よって, v4gr>0 ゆえに mvo また,②より 8=0をNに代入して, N= 5mg ④を比較すると, N≧0(面から離れない条件) が の条件を決めることになる。 2 mvo よって, -5mg≥0 ゆえに、r r ③④がともに成り立つためには、ひ≧√5gr 5

物理の問題です。（3）のみ解説をお願いしたいです。 解説の文の1文目の式の意味からわかりません😢助けてください😢😢😢

基本問題 29 30 31 基本例題 4 自由落下 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/s' として,次の各 問に答えよ。 橋 ○小球 ☐ ☐ ☐ 000000000000 (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。 水面 (3) 橋の高さの中央を通過するときの速さはいくらか。 指針 小球を落とした位置を原点とし, 鉛 直下向きにy軸をとり, 自由落下の公式を用いる。 自由落下をする物体の速さは,時間に比例して大 きくなるが,距離に比例しないことに注意する。 | 解説 (1) t = 2.0s で水面に達するので, y=1/2gt2」から、 (3) 時間 t が与えられていないので,「v2=2gy」 10の式を用いる。 v= 2×9.8× 19.6 2 =√2×9.82 =9.8√2=9.8×1.41=13.8m/s 0 nie 14m/ Point ①問題文の「静かに落とした」 とは, 初 速度0で落下させたという意味である。 y=1/2x9.8×2.02=19.6m 20 m (2) t=2.0sのときの速さは, 「v=gt」から, v=9.8×2.0=19.6m/s 20 m/s ②ルートの計算では、ルートの中にある数値を 2乗の積に整理できる場合がある。 34 35 36 37

物理基礎 等加速度直線運動 ⑵の解き方を教えてください🙇🏻‍♀️

1-12. 等加速度直線運動 速さ 6.0m/sで右向きに進み始めた物体が,等加速度直線運動をして 2.0秒後に左向きに速さ 4.0m/s となっ た。 (1) 物体の加速度の大きさと向きを求めよ。 (2) 物体の速さが 0m/s になるのは、物体が進み始めてから何秒後か。 (3) 物体が速さ 0m/s になるまでに進む距離を求めよ。

円運動の問題で等速円運動か非等速円運動かを問題で見分ける時って何も記述がなければ、等速円運動として考えて良いのでしょうか？ 教えてほしいです！よろしくお願いします🙇

159. 鉛直面内の円運動 図の曲面 AB は,点Oを中心と \する半径 r, 中心角90°の内面がなめらかな円筒の一部で, B から右はなめらかな水平面である。 点Aから質量mの小球を 初速度 0 ですべらせた。 重力加速度の大きさをgとする。 (x) 小球が図の点Bを通るときの速さを求めよ。 A m (2)小球が点Bを通過する直前に面から受ける垂直抗力の大きさ N を求めよ。 (8) 小球が点Bを通過した直後に面から受ける垂直抗力の大きさ N2 を求めよ。 B mgr 2 d. SODA

(4)なぜ力学的エネルギーは保存されるのですか？ 浮力は仕事をしないのですか？

の同期1 表せ。 189 液体中の物体の単振動 図のように, 断面積Sの円 柱状の物体を密度p の液体に入れたところ, 物体は液体中にん だけ沈んで静止した。 さらに物体を距離dだけ沈めてからはな したところ, 上下に振動を始めた。 ただし, 振動中、物体の上 面は常に液面から出ているものとし, 物体が液体から受ける力 は浮力のみと考え, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 物体の質量mを求めよ。 P 物体 S -186, 187 (2) 静止状態の物体の底の位置0を x=0 とし、 鉛直下向きに軸をとるものとして, 振動中の物体 (位置x) にはたらく力の合力Fをp, S, g, x で表せ。 (3)この振動の周期Tを求めよ。 (4) 物体の速さの最大値 vo を求めよ。

この問題のような質量が分からない時の求め方を教えて欲しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

yu zmv 4. 物体がなめらかな斜面上の高さ 0.20mの点Aから斜面にそって 下向きに初速度 0.70m/sですべり下りる。点Bを通過するときの 物体の速さ [m/s] を求めよ。 ただし,重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 ·O B 0.70m/s 0.20m

（2）の解き方が分からないので教えて欲しいです🙇‍♀️💦

1. 地上から10mの高さにある点から質量 0.50kgの物体を自由落下させ た。 地面を基準水平面にとり、重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 自由落下させる直前の物体のもつ力学的エネルギー E [J]を求めよ。 (2) 力学的エネルギー保存則を用いて, 地面に達する直前の物体の速さ [m/s] を求めよ。 (1) 0.5×9.8×10=49 1/2×0.5x0²=0 SE TOATA EXQD YAHOO 49+0=49) (2) - 49=1/2×0.5×12+0.5×9.8×10 49:0.2517490 -441=0.25V2 2 10 m 2205=1² 14.8=0 0.50kg 「地面

2番でなぜN=mgとならないのでしょうか？ 向心力が働くみたいなことは、なんとなくわかるのですがどうも納得できないです。 教えて頂きたいです

~14, 求めよ。 べり出す のつりあい ngy J 215.2 AN ② "s") Scost-mg=U mg coso Ssine S= (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0=mgtan0 が向 心力となる。 運動方程式 「mrw²=F」から, mg 1 基本例題30 鉛直面内の円運動 図のように,質量mの小物体が, 摩擦のない斜mid 面上の高さんの点から静かにすべりおりた。斜面 の最下点は半径rの円の一部になっている。重力 加速度の大きさをg として,次の各問に答えよ。 (1) 斜面の最下点での小物体の速さを求めよ。 (2) 斜面の最下点で, 小物体が面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 天一 www 指針 (1) では,力学的エネルギー保存の 法則から速さを求める。 この結果を用いて (2) では、最下点での半径方向の運動方程式を立てる。 解説 (1) 最下点での速さを”とし, す べり始めた直後と最下点に達したときとで, カ 学的エネルギー保存の法則を用いる。 最下点を 高さの基準とすると, -mv² m (L sint) w-mg tanu=U Point 向心力は,重力や摩擦力のような力の 種類を表す名称でなく、円運動を生じさせる原 因となる力の総称で、常に円の中心を向く。 09 213 (基本問題 mgh= v=√2gh (2) 重力と垂直抗力の合力が,最下点での小物 th 体の向心力になる。 半径方向の運動方程式は, 大 v² _=N-mg N m r r (1) の結果を用いて N=mg(1+2h) mg Point 鉛直面内の運動は等速円運動とならな いが,各瞬間において、 等速円運動と同様の運 動方程式を立てることができる。 | 8. 円運動 101

解説お願いします🙇‍♀️

類題20 図のように、傾きの角30°のあらい斜面上 を,質量 4.0kgの物体が静かにすべりだし た。 斜面にそって距離 0.50m だけすべっ たとき, 物体の速さは2.0m/sであったと 制作する。重力加速度の大きさを9.8m/s²と する。 (1)この間に動摩擦力がした仕事 W[J] を求めよ。 合 (2)物体にはたらく動摩擦力の大きさF'[N] を求めよ。 2.0m/s 30° 0.50m ・あらい斜面 ヒント 物体には重力(保存力) と垂直抗力と動摩擦力がはたらく。 垂直抗力は仕事をし ないが, 動摩擦力が仕事をするので, 力学的エネルギー保存則は成りたたない。 力学的エネルギーの変化が動摩擦力のした仕事に等しいことを用いる。

（1）〜（4）の答えってどうなりますか？ できれば計算式も一緒だとありがたいです🙇

〔例題3] 図のように、質量10kgの物体を水平面と30°の角をなす斜面上においたところ, 滑り出し, 斜面上を20m 滑りおりた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2として次の問いに 答えよ｡ (a) 斜面がなめらかで、物体に摩擦力がはたらかない場合 (1) 滑りおりたときの物体の速さはいくらか。 20m 30° 49N (b) 斜面から摩擦力を受け,20m 滑り降りたときの速さが10m/s になった場合 (2) 摩擦によって失われた力学的エネルギーはいくらか。 (3) 物体が斜面から受ける動摩擦力の大きさはいくらか。 (4) 物体と斜面との間の動摩擦係数はいくらか。