解き方がわからないので、解説お願いします🙇

0 15 10 5 15 10 5 4 静止摩擦力 (p.82~83) 水平であらい床面上にある質量 5.0kgの物体に対し, 図 のような角で力を加える。力を徐々に大きくしていった ところ、大きさ15Nをこえたときに物体は静かにすべ り始めた。重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1)物体がすべり始めるとき, 物体が床面から受ける垂 直抗力の大きさ N [N] を求めよ。 (2)物体が床面から受ける最大摩擦力の大きさ Fo[N] を求めよ。 (3) 物体と床面との間の静止摩擦係数μを求めよ。 5- 工 5 動摩擦力 (Op.84~85) 向さが物体の 図のように, 水平でなめらかな床上に置かれた板A(質 量 m[kg]) の上面に,物体B (質量 m[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。 aB (2) B の床に対する加速度 ap [m/s²] を求めよ。 (3) Aの床に対する加速度 α 〔m/s2] を求めよ。 BIH B 0 4 3 APTUJBA AD 人でも 0 ・正の向き A F 4 BOHO #d 第1編 運動とエネルギー

物理　単振動　ばね振り子 答えしか書いていないので途中式を教えて頂きたいです

⑤ なめらかな水平面上に物体とばねを図のように置いて単振動させる。 原点でばねは自 然長である。 以下の場合の単振動の位置と時刻tの式を書け。 角振動数はとせよ。 lo 0000000000000 x=0 +x (i) t=0で物体に左向きの初速を与えた。 振幅はAとせよ。 ① (ii) x =Aまで引っぱりt=0で放した。 () (ii) の場合, O'を原点とするとどうなるか。

この問題に全く手がつけられません。

1. 図1および図2の破線は、静止した観測者からみた小球の運動の様子を表している。 いずれの場合も、小球の質量をmとし､摩擦や空気抵抗は無視できるものとする。 Y r CC 図1 図1は, 水平なæy平面上での等速円運動を表している。 円運動の中心0と小球の 間は伸び縮みしない軽い糸で結ばれており、円運動の半径は, 速さはVである。 以下の問いに答えよ。 小球が図中の点Pに達した瞬間に、小球にはたらく力の大きさを答えよ。 問aの力の向きを、 解答用紙の図中に,点Pを始点とする矢印で示せ。 AZ 図2は、水平面と角度をなす向きに, 時刻 t = 0 に速さVで小球を投げ上げたと きの運動を表している。 また, 投げ上げた地点を原点とし、水平方向に軸、鉛 直上向きに軸をとる。 小球の運動はz 平面内に限られている。 重力加速度の大き さを」として、以下の問いに答えよ。8合お問 図2 TURENS c. 小球が最高点 Qに達した瞬間に、小球にはたらく力の大きさを答えよ。 d. 小球が最高点 Q に達する時刻t を求めよ。 e. 小球の速度の成分 成分をそれぞれジェ, ひで表す。 時刻 tがO≦t≦2to の範囲で,とも,および, vx ともの関係を表すグラフを描け。

状態Bから状態Cの変化で圧力がP1で一定と書かれていますが、それはピストンにかかる力が状態Bと同じだからですか？

III 図1のように,大気中で鉛直に立てられている円柱形のシリンダーに軽くなめら かに動く断面積Sのピストンがついている。 シリンダー内には体積Vの単原子分 子理想気体が封じこめられている。このときの気体の圧力は大気圧と同じ P。であ り,絶対温度は外部の温度と同じT である。 重力加速度の大きさを」として,以 下の問1~5に答えなさい。 解答の導出過程も示しなさい。 必要な物理量があれば 定義して明示しなさい。 (配点25点) 問1 図1を状態Aとする。 気体の温度をT。 に保ちながら、図2のようにピス トンの上に質量Mのおもりをゆっくりとのせた (状態B)。 このときのピスト ンの高さんを求めなさい。 問 2 次に,シリンダー内の気体を熱すると図3のようにピストンは上昇し,温度 が T, になった(状態 C)。 このときのピストンの高さんを求めなさい｡

⑴です。 どうしてT1にマイナスがつくんですか？

[知識] 16. 棒のつりあい 重さ 60N 長さ 0.80m の一様な太さの棒を、次のように糸でつる して静止させだ。 各図に示された糸の張力の大きさ T1,T2, 長さx を求めよ。 21⁹ (1) (2) (3) N T2 T₁ T 60° 一 Tuma 0.60m 0.00 SS moan CON 20N 例題3

(1)で、解答はmgsin30°って書いてあるのですが、移動距離を含めず計算していいんですか？

図のような, 水平となす角が30°のなめらかな斜面 AC がある。 質量 40kgの物体を斜面上でゆっくり す AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.810m、 m/s2 として,次の各問に答えよ。 日 (1) 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) 力Fがした仕事は何Jか。 -10** (3) 物体にはたらく重力がした仕事は何Jか｡ 指針 (1) 「ゆっくりと引き上げた」とは, 力がつりあったままの状態で, 物体を引き上げ たことを意味する。 斜面に平行な方向の力のつ りあいの式を立て,Fの大きさを求める。とす (2) (3) W=Fxcose」 を用い 解説 (1) 物体にはたらく力は, 図のよ うになる。 斜面に平行な方向の力のつりあいか ら、 E F=mgsin30° =40×9.8× 1 2 =1.96×102N √3 mgsin30° 2.0×10°NEの速 130° 19.8mgとす N hi mg 2mgcos30° 30° A 130° 至向題 129 FRESCA (O W'=(40×9.8) ×10×cos120° |=-1.96×10°J tum (2) 物体は、力Fの向きに10m移動しているの で、 仕事 W W=(1.96×102) ×10=1.96×10°J 2.0×10°J (3) 重力と物体が移動する向きとのなす角は 120° である。 重力がする仕事 W' は, =-1.96×10J B -2.0×10°J 別解 (3) 重力は保存力であり, その仕 事は,重力による位置エネルギーの差から求め られる。 点Aを高さの基準とすると, 点Cの高 さは 10sin30°=5.0mであり, 仕事 W' は, W'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 C -2.0×10° 運動とエネルギー

(5)の単振動、最大の速さについての質問です！解説は理解出来てますが、2枚目にあるように単振動の位置エネルギーで表せないのはなぜですか？

114 力学 38 単振動 水平面内において一定の角速度ので 回転している円板がある。 円板上には, 半径方向にみぞが掘られており、その中 にばね定数k,自然長のばねが置かれ ている。 ばねの一端は中心0に固定され, 他端には質量Mの小球Pがつけられてい る。 Pはみぞの中を滑らかに動け, 0 か つ らPまでの距離rを用いておもりの位置を表す。 いま、円板上で静止 している観測者Aには, Por=ro の点に静止して見えた。 真上から見た図 Level (1), (2)★ (3)~(5)★ Point & Hint W (1) ro をlk, M, ω を用いて表せ。 (2) こうなるために必要な角速度に対する条件を表せ。 次に,Pをみぞに沿って外側に動かし, 点0 からの距離 n の点で静 かにPを放したところ, P はみぞの中で運動を始めた。 (3) Pが位置にあるときAが見る加速度をaとすると, A が書くべ き運動方程式はどのようになるか。 みぞ方向外向きを正とする。 (4) Pの位置を,rの代わりに ro から測ってx=r-ro を用いて表 すと, 運動方程式の右辺の力はLx の形になる。 Lをk, M, ω を 用いて表せ。 (5) Pを放してからばねの長さが最小となるまでの時間, ばねの長さ の最小値,およびAが見るPの最大の速さをk, M, w, ro, n, のう ち必要なものを用いて表せ。 (北海道大) Aにとっては遠心力が現れている。 (2) (1) の答えの形から自然に条件が決まってくる。 (5) (4) の結果からPの運動が確定する。 P the p LECTURE (1) 遠心力と弾性力のつり合いより Mrow²=k(ro-l ... (2)>0より kl Yo= k-Mw² k-Mw² > 0 k w√ M 回転が速過ぎると(ωが大き過ぎると),弾 性力より遠心力がまさり つり合う位置がな くなってしまう。 (3) ばねの伸びは -l と表せるから Ma=Mrw²-k(r-1) (4) 上式に r = ro+x を代入すると ( 38 単振動 •mmmm 自然長 遠心力がかかるから, | ばねは伸びているはず。 ①を用いた 115 遠心力 Mをmと書いてい ないだろうか? 物体上から見たとき 向心 外から見たとき ▷じゃ Ma = M(ro+x)w² − k(ro+x-1) ) =Mxw²2-kx =-(k-Mω²)x ......2 ∴. L=k-Mo² (2)で求めた条件よりLは正の定数であり,②はPがx=0(力のつり合 い位置)を中心として単振動をすることを示している。 (5) ②から単振動の周期Tは M 最大の速さは、 公式 Vmax = Aw より [ro を代入する) より速い Queeeeeeeeeeee- 0 Yo T=2nvk-M²2 2π√ とする誤りが多い。ばね振り子の周期 k が不変となるのは、ばねの力のほかに一定の力 がかかる場合のことである。 遠心力は半径と ともに変わる力である。 ばねの長さが最小となるのは, 内側の端の位置にくるときだから、端か ら端までの時間は半周期。よって, M T= √k-M₁² 振幅Aは上図より, A = n-ro よって, ばねの長さの最小値は ro-A=2ro-n # A 中心 k-Mos² A² = (n-1)√² M

（2）についてですが、下向きを正として考えて答えは正なのに上向きになるのですか？下を正として考えて、答えが正なら下向きではないのですか？

4.0.50kgのおもりに糸を付け、 図のように吊した。 次のそれぞれの場合について、糸がおもりを 引く力の大きさを求めよ。 2.9m/sで上昇させるとき 等速直線運動なので ゆえに引く力は4.9さん〕(上向き) a=0 よってF=0となる。 (3) 2.0m/s 2で上昇させ 上向きを正とす ma=Fより (2) 2.0m/s2で降下させるとき 下向きを逆とすると、 ma=Fより、 0.50×2.0=4.9-f 0.50×2.0=f-4.9 f=4.9+1.0=5.9〔N〕(上向き) in the futacht 20 m/n attitude t f=4.9~1.0 f=3.9〔N〕(上向き) ① おもり 050x9,80 = 4,92N3

どこが間違っているのか分からないので解説をお願いします🙇‍♀️ ２枚目の写真の赤線のところでN=mgとしてはいけない理由も教えて欲しいです

22* 質量mの物体と床との間の静止摩擦係数はμである。 図のように30°方向に力を加えるとき, 物体が滑り出さ ないための最大の力を求めよ。 m 130°

解答に書いてあるvはおかしくないですか？普通vはv＝Aωcosωtではありませんか？ なぜこうなるのか教えてください。

重要例題 12 鉛直ばね振り子 2分 NED ASKET COFF 図のように, ばねにつり下げられたおもりがある。 それを少し引き伸ばしたのち静か Bay に手をはなした。 その後のおもりの運動エネルギーEと時間tの関係を, tを横軸,E を縦軸として表したグラフはどれか。 次の①~ ⑦ のうちから適当なものを1つ選べ。 ① ② 4 VIZE W N. MATUMS (5) ĽK 6 O ⑦ パ O 考え方 おもりは重力とばねから受ける力の合力に よって単振動をする。 単振動の振幅をA, 角振動数 をωとすると, 時刻 t における速度はv=Awsin wt となる。 おもりの質量をmとすると, 運動エネル ギーEはE=12/2mv=12m mv²=1mA²w² sin² wt [1996 追試〕 となる。 よって, 最小値 Emin=0 (sin'wt=0のとき), 最大値 Emax=1/17mA'ω' (sin't=1のとき)の間で 周期的に変化することになる。 解答