大阪市立大学 物理 2019 問5ですが、万有引力による位置エネルギーは考えなくてよいのですか？ また慣性力を使っているので、慣性力のした仕事なども考える必要があると思ったのですがどういうことですか？

-k) 大-理系前期 のをすべて求 00/90 P, 辺BCを あるとき,P OLD 泉 l を考える. A M , β として, こで囲まれた 大阪市立大理系前期 物理 (2科目 150分) 第 1 問 (35点) 2019年度 物理 21 図1のように、地球の中心をEとし, 球形のカプセルの中心Oが,Eを中心とした等速 円運動を行っている.ここで, カプセルの重心はOと一致している. EO間の距離はであ が中心に集まった場合と等しくなることを用いて, 以下の問いに答えよ. る。 地球の質量をM,万有引力定数をGとし, 地球がおよぼす万有引力は、地球の全質量 問1 カプセルの中心の速さ, 等速円運動の周期, および角速度を求めよ. 図2のように,EとO を結ぶ直線を軸とし,Oを原点とする.EからO に向かう向き をェ軸の正の向きとする. カプセルの中に,質量の無視できる長さ 21 の細い円筒を設置し た。ここで、円筒の端はæ= -l およびæ=lであり, 円筒の中心軸は,常に軸と一致さ せている. 質量mの小球を、円筒内のx=xo (No > 0) に静かに置いたところ,軸の正の向きに動 き始めた.ここで,小球は円筒の中を, x軸にそって, なめらかに動くことができる.小球 の質量はカプセルの質量に比べて十分小さく,また, カプセルと小球間に働く万有引力は無 視できるとして、以下の問いに答えよ. 間 2小球が位置π (20≦x≦り)にあるとき、小球に働く万有引力のェ成分を求めよ。た だし,1と考え,|a| ≪1 に対する近似式 =(1+α) = 1 - na を用 いよ. (1+a)^ 問3 円筒とともに回転する観測者からみたとき, 位置にある小球に働く力の成分F を の関数として求めよ。 ただし、 問2の結果を用いよ。 また, 解答用紙のグラフ に,Fをæの関数として描け.

【物理光の性質】垂直に入射してSに戻る想像ができず よくわかりません。図で教えてくださる方いませんか？

であ 33 必解 276 フーコーの光速測定 右図のような点を中心に回転 できる平面鏡 M, と, 0 を中心とする半径L [m]の球面鏡 M2 th がある。 LITOO M2 ① 20 m+E -L- (1) M, を固定して点Sから光線を0に入射させると、M1, M2 で反射した光線はどこに戻るか。 また M, を0 [°] だけ 回転した位置 (右図の破線) に固定したときはどうか。 ( 2 S を出た光が, M, で反射してからMに達し、再びMに戻ってくるまでに M, が [°] だけ回転したとき, M, に戻ってきた光線は, M, で反射した後にどう進むか｡ (3) M, 1s間に回転させる。 Sから出OM2 を往復し、再びM, で反射された光 線が OS となす角度をα[°] として, 光速 c[m/s] を n, L, α を用いて表せ。 20=d M1 te

物理、ばね、つり合い この問題の問5についてです。模範解答では、つり合いの式「mg+k(a+x)-N=0」から考えて導いていたのですが、私は物体A+B(2mg)とばね定数(k=mg/a)がつり合うことを考えて「F=kx」より「2mg=k・b」という式で答えを導きました。答え... 続きを読む

con 付け, ばねを鉛直に立てて, B を水平な床面上に置いたところ, ばねが自然の長 図5(a)のように, 軽いつるまきばねの両端に同じ質量mの物体A, B を取り さより だけ縮んだ状態でAが静止した。 B 図5(b)のように, A をつり合いの位置からさらにaだけ押し下げて静かには なすと,Bが床面に静止した状態でAは鉛直方向で単振動を行った。 重力加速度 の大きさをgとする。 kazmy 自然の長さ A m Bm 問3 次の文章の空欄 それぞれの直後の { 3 4 ばね 体Aの単振動の周期は つり合いの位置 床面 このばねのばね定数は 3 4 . my (hea) mg a 図5 mg ① 2a 3 }で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 ② (3 1 2π 4 に入れる式として最も適当なものを, ② 2 mg a 2mg a A 2g a 9 2a Ng m ③2. m (b) a である。 したがって 物 kimg a Taza Foz となる。 T = 2h ^. kw. 厚 鹿 ひこ 問4 Aが図5(a)のつり合いの位置を通過するときの速さを表す式として正しい 5mg 5 ものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 = Jag mad ① vga 2 0 √2a ga 3 my = my ² a mgenue 3 Mitwir acro ² F 問5 次にAを図5(a)のつり合いの位置から押し下げる距離を6にして静かに はなした。このとき,Aの運動中にBが床面から離れないためには,b はい くら以下でなければならないか。 最も適当なものを、次の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 b≦ 6 a zyw² n² ③ ga 2 4 √ga 2ning=nox(base) begy 『 22 5 √3ga zazlatyu 3 √3a 42a ⑤ 15 2 6⑥ 3a

この解き方であってますでしょうか。…

び2=5 2.図2に示すように、質量がm=8kgの質点を長さ12mの棒の先端に固定して天井から つるし, 鉛直線と 6=45°の角度を成す位置まで持ち上げて時刻 t=0に手をはなした. このとき、次の①~③の問に答えよ.ただし, 重力の位置エネルギーの基準点は最下点 にとり,棒の質量は無視できるものとする. ① 時刻t = 0における重力の位置エネルギーUを求めよ. ②棒が鉛直線と1= 20°の角度を成すときの速度 v] を求めよ. ③ 棒が鉛直線と1= 20°の角度を成すときの棒の張力を求めよ. ①t=0における基準点からの高さをおとすると h=1-1costの動の位置エネルギーはVo=myh=mgic-costo) ②/12/2mvitmyIC1-C050)= myICI-Coso) 12=1/2gl(Cost-co) U13.414731 =12×9.8×2(cos200-COS45 = 3.0195=3.02][m/s] =8×9.8×2C1-COS 45°) =45.9[J] ③ Timgcoso+m =8×9.8×C052008.3,01952 =873[] # x 01 T 00 V1 図2 m m

（1）の問題で、この線が引いてある4つの式からどうやって答えを導けばいいのか分かりません…どなたか教えてくれませんか…？

15 stortapiter 必解 68 連結した物体の運動 傾きの角のあらい斜面上に置いた 質量mの物体Aに軽くて伸びない糸の一端を取りつけ, 滑車を 通して糸の他端に質量Mの物体Bを静かにつるした。 このとき, B の質量がM≧M≦M の範囲であれば, Aは斜面上で静止し たままであった。 Aと斜面との間の静止摩擦係数をA4. 動摩擦係数をμとし、重力加 速度の大きさをg とする。 また, tan> μ とする。 bka (1) M1,M2 はそれぞれいくらか。 (2)M> M2 のとき,A,B 両物体に生じる加速度の大きさと,糸の張力の大きさはそ れぞれいくらか。

⑷ってどのように解けばいいんですか？💦

249 水平ばね振り子図のように,なめらかな 自然の長さ 0.20 m 25 水平面上にばね定数 24N/m の軽いばねを置き, +1.5 kg OBA 端を壁に固定して他端に質量1.5kgの物体をつける。 ばねが自然の長さのときの物体の位置を点 0 とする。 OA=0.20m となる点Aまで 物体を引き, 静かに手を放したところ, 物体は単振動をした。 円周率を3.14とする。 199 (1) 単振動の振幅はいくらか。) HOTEoit surNG: (2) 単振動の角振動数はいくらか。 は (3) 物体の速さの最大値および加速度の大きさの最大値はそれぞれいくらか。 nia (4) 物体が次の①.②の運動をするのに要する時間はそれぞれいくらか。 * * -00000000000 00000000000 ①点Aを出発してからはじめて点 0 を通過するまで ②点Aを出発してからはじめて点Bを通過するまで(点BはOAの中点)

これなんですけど、仕事に秒数かけたのが、ジュールじゃないんですか？なぜ、式が同じなのに別々になるのかわかりません

[L][A]が右図] うに正負をとるものとする。 DESCORTLURY 395 磁界を斜めに横切る導体棒 鉛直上向きの磁の 束密度B[T]の磁界中に,右図のように,導体でです (ym) 7 E きた2本のレールが間隔 m〕 だけ隔てて置かれてる いる。 レールは水平面に対してOrad] だけ傾いて ↑B いる。レールの端に起電力 EV] の電池Eと抵抗 値R[Ω]の抵抗Rが右図のようにつながっており、 see -1- Y P&N レール上に質量m[kg]の導体棒PQを静かに置くと、導体棒は水平を保ったままレー 2 ルに沿って上昇していった。重力加速度の大きさを とする。また、R以外の抵 /s'] 抗および摩擦はないものとし、回路を流れる電流がつくる磁界は無視する。 (1) 導体棒 PQ が上昇するための起電力Eの条件を求めよ。 PCの上昇速度は、ある速度に近づいていき, いずれ等速度運動になる。 このとき の速さを求めよ。 (3) PQの運動が等速度運動になったとき,単位時間あたりに回路で発生するジュール 熱は電池が単位時間あたりにする仕事の何倍か 131132

10番の解説について、どうして2N=kx0にならないのですか？

第2問 次の文章(A・B)を読み、下の問い (問1~4) に答えよ。 (配点25) A 質量Mの物体Pの側面に、ばね定数kの軽いばねの一端を固定して、なめら かな水平面上に置く。 図1のように、 ばねの他端に質量mの物体Qを押し付け てから,物体Pに右向きに大きさFの力を加えたところ, ばねは縮みを一定に 保ちながら,物体Pと物体Qはともに一定の加速度で運動をした。ただし,右 向きを速度・加速度の正の向きとする。また, ばねは水平面に対して平行に保た れており、空気抵抗は無視できるものとする。 a An= F-N △=FーN : N = F - MM ME =+MF - F 問1 次の文章中の空欄 れぞれの直後の a= M PN N 9 となる。 Xo = 10 k mmma m 8 F m F=[menja fritan 物体Pと物体Qの加速度をα, 物体Pと物体Qがそれぞればねから受 ける力の大きさをNとする。 運動方程式を用いると, 1 10 8 ① OF O ② 3 M で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 F-Ma af = MF (m+M)k に入れる式として正しいものを,そ F ②号③ 3 ① F が得られる。したがって, ばねの縮み x は , F F 0 € ① -2k 4 ② (5 Mtm -110- F m+M mF m+M mF (m+M)k 4 ③ 6 F (m+M)k MF m+M mF (m+M)k MF (m+M)k

この問題の（4）（5）で何故解説の図ｃ、図dが示すようなa,bの長さが分かるのですか？ 教えて頂けると嬉しいです

32. 〈ゴムひもに取りつけられた物体の運動〉 水平な台の上に質量mの物体Aを置き, 図のように自然の長さのゴムひもBを取り つけた。 ゴムひもの右の端を持って水平方向 にゆっくりと引くと,ゴムひもが自然の長さ からαだけ伸びたときに物体が動き始めた。 その瞬間にゴムひもを引くのをやめたところ, 物体ははじめの位置からだけ移動して止まった。 台と物体の間の静止摩擦係数をμ, 動摩 擦係数をμ',ゴムひもが自然の長さからy伸びたときの弾性力は,kを比例定数としてky とする。 重力加速度の大きさをg とする。 また, μμ' とする。 (1) 物体が動き始めたときのゴムひもの伸びα とμの関係を示せ。 (2) ゴムひもが1+αの長さに伸びたときにゴムひもに蓄えられている弾性エネルギーを求 めよ。 (3) 物体が止まるまでに摩擦力がした仕事を求めよ。 (4) 物体が止まったとき, ゴムひもがたるんでいたとする。 μとμ'の間にはどのような関係 があるか, a b を含まない不等式で示せ。 (5) 物体が止まったとき, ゴムひもが自然の長さよりも伸びていたとする。 このとき ゴムひ もにはエネルギーが蓄えられていることに注意して、移動距離6をm,g, k, μ, μ'′ を使 って表せ。 〔学習院大〕 A m x = 0 B 金沢大」 x=l

物理 ホイートストンブリッジです。 1枚目から2枚目の図になるのはなぜですか？

(重要例題7) 長さ 100cm で太さが一様な抵抗線 ab, R = 10Ωの抵抗 10. R 抵抗値が分からない抵抗Rx、 検流計 G を図のようにつないだ。 検流計 に導線cab 間につなぐ。 このとき、以下の問いに答えよ。 (1) ac = 25cmにしてスイッチSを閉じたところ、 検流計に電流は流れ なかった。 R の抵抗値を求めよ。 A 100cm (2) 導線の位置をわずかに右にずらしてから、スイッチSを閉じた。 このとき、 検流計には上向き・下 向きのどちらに電流が流れたか。 25% G RX b