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物理 高校生

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⑨9 [2021 立命館大] アに適切な数式を記せ。 次の文章を読み, から最も適切なものを1つ選べ。 重力加速度は一定で, その大きさをg とする。 定されているものとする。 ばねは、質量が無視できるものとし, ばね定数が k, 自然の長 次の問いにおいて, 天井と床は,いずれも剛体 (注; 変形しない物体のこと)であり、 さがL であり、まっすぐ伸び縮みするものとする。 ブロックは,質量がmで,大きさが 無視できるものとし、その運動は,同一直線上から外れないものとする。 図1のように、天井からばねをつるし, ばねにブロックを取りつ けた。 ばねの自然の長さを保つようブロックを手で支え、静かに手 をはなした後、 ばねが最も伸びるまでの運動を考える。 ブロックに かかる力は,重力とばねの力のみであるとする。 図2は, ばねが最 も伸びる途中までの, ばねの長さと, ブロックにかかる重力 (点A と点Cを通る太線) とばねの力 (点Bと点Eを通る太線)の関係を示 す。 ブロックにかかる重力とばねの力がつりあ うとき、ばねの長さはい である。 ばねの 長さがL から(い) になる間に重力がブロック に行った仕事の大きさは、図2のろの面 積と等しい。 また, この間にばねの力がブロ ックに行った仕事の大きさは、図2のは の面積と等しい。 したがって, ばねの長さが (い)のとき, ブロックの運動エネルギーは アである。 ばねがさらに伸び, ブロック 図2 の運動エネルギーが0になるのは, ばねの長さがにのときである。 い とにの選択肢 ① Lo+ mgk ② Lo+mgk 2 ④ Lo+ mg 2k ⑤ Lo+ mg k いにには指定された選択肢 の選択肢 ① 三角形 BED ② 四角形 ABDC ブロックにかかる力 (鉛直上向きが正) Lo ③ Lo+2mgk ⑥ Lo+ 2mg k 1 B! ③ 四角形 ABEC い A: 重力 C 図 1 Di ばね ばねのカレ 傾きん HE 天井 ブロック ばねの長さ q

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物理 高校生

物理の問題です。 (2)の解説の「重力mgと変位dのなす角は150°」っていうところなんですが、なぜなす角が150°になるのか分かりません…。

問題 4. 仕事とエネルギー 16 仕事と運動エネルギー 次の文中の空欄にあてはまる式または数値を記せ。 傾き60°のなめらかな斜面上の点Aで,質量m (kg) の物 体に斜面に沿って上向きに初速度v[m/s] を与えた後,斜 面に沿って上向きに大きさF〔N〕 の一定の力を加えながら Aの斜面上方d(m) の距離にある点Bまで動かした。 物体 (1) がAからBまで動く間に、力Fが物体にした仕事は [ (2) (N・m) である。 この間に重力が物体にした仕事は [ (N・m〕であり,垂直抗力が物体にした仕事は (3)(N・m〕である。また。 物体がBに達したときの速さは (4) (m/s)である。ただし,重力加速度の 大きさをg(m/s2) とする。 (解説) 公式 仕事 W(N・m) (= (J)) W=Fscose [F〔N〕 : 物体にはたらくカ s〔m〕 物体の変位 10 : 力と変位のなす角 0 (I) 力の向きと変位の向きのなす角をはっきりさせな がら,力を図示しよう (右図)。 力Fと変位dのなす 角は0°(同じ向き) なので,求める仕事 WF 〔N・m〕は, Wr=F・dcos0°= Fd[N・m] 物体に一定の力がはたらくとき,その力のする仕事は、次の式 で表される。 (2) 重力mgと変位dのなす角は150℃なので 求める 仕事W [N・m〕は, F Fcose 垂直抗力 N 30° 60° A 60° d 〈南山大 〉 A 150° 重m B 5 (3

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