！！！至急お願いします！！！ 赤い印のところで、解説を読んでも2mvになる理由がわからなかったので、教えて欲しいです🙇

気体の分子運動と圧力 基本例題39 次の文の( に入る適切な語句, 式を答えよ。 質量mの気体分子が速さ”で右向きに運動しており, 分子は, 一辺の長さがしの正方形の壁に垂直に衝突(弾性衝突) をしては ねかえる。 1個の分子から壁が受ける力積は,ア)向きに 大きさ(イ)である。 単位時間あたり, N 個の気体分子が壁 に衝突しているとする。 壁が時間tの間に受ける力積の大きさ はウ)なので, 壁が受ける圧力は (エ)となる。 (-mv)-mv=-2mv 壁が分子から受けた力 積は、 作用・反作用の -V |衝突後 1 ☆法則から、2mv となる。 したがって, 壁が受け た力積は,右向きに大き2mvとなる。 指針 (ア) (イ) 分子の運動量の変化は, 分子が壁から受けた力積に等しい。その力積の 反作用として, 壁が受けた力積を求められる。 (ウ) (エ) 時間tの間に壁に衝突する分子の総数 は,Nt 個である。また, 壁が受ける圧力は,単 (ウ) 時間tの間に壁に衝突する分子の数は Nt 個であり, 求める力積の大きさは, (イ) の結果 を用いて 2mvxNt=2Ntmvto 位面積あたりに受ける力の大きさである。 (エ) 壁がN個の分子から受ける力の大きさを 解説 (ア)(イ) 分子と壁は弾性衝突をす Fとすると,壁が受ける力積Ft は, (ウ) の るので,右向きを正とすると, 衝突後の分子の 速度は-vとなる (図)。 分子の運動量の変化と 力積の関係から、 2107 衝突前 m 23 2Ntmv に等しいので, 上昇 Ft=2Ntmv ACT ひ 基本問題 296 y ad F=2Nmv 圧力は,単位面積あたりの力の大きさなので Al >_F 2Nmv 0120.2 p= 12 1² 円の 10 JA ZUPARS 2

円運動、 垂直抗力の正負がほんとに分からないです、この写真のときの、問題でなんで違うんですか。自分で図を書いても意味がわかりません。どなたか図で教えてもらえませんか？

9 3 13 遠心力に関係した身近なも T から見 ang 鉛直面内での円運動 右図のような, 半径r[m]のなめらかな円筒面に向 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。 (1) 鉛直線となす角が0の点(図の点C) を通過すると L A CO 遠心 0 1933 きの小物体と面から受ける垂直抗力の大き AUDIO さを求めよ (2) 小物体が点Bを通過するための の条件を求めよ。 ●センサー 39 円運動では,地上から見て 解くか、物体から見て解く かを決める。 ① 地上から見る場合 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。 小井 生ブ か または mr²=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, 5 136 半径方向のつり合いの式を V² m-=F Y HARENTE 立てる｡ ※どちらでも解ける。 ●センサー 40 物体が面に接しているとき, 垂直抗力 NO (1) 水平面を重力による位置 エネルギーの基準面とする。 先生にきく 2 mvo ■解答 (1) 点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 1 1 = 2 m ゆえに, v=√√√v²-2gr (1+cos) [m/s] F 基準 fr mv²+mg(r+rcose) Vo 3 54 ora ・① 垂直抗力の大きさを/〔N〕 とすると, 地上から見た円運動の運動方程式は, 129 134 138 B A v²-4gr Bmgcose N rcos00 O r [8] mg OmN+mg cos の これにを代入し, 整理すると, 2 mvo N= - mg (2+3 cose) (N) ...... 14 物理 r 別解 小物体から見ると,円の半径方向にはたらく力は、実際丁( にはたらく力のほかに、円の中心から遠ざかる向き start 基準位置 N+mg cose m-0(量的関係は上と同じ) r 9 遠心力がはたらいている。 半径方向の力のつり nof SA 合いより 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、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 でぃ > 0 かつ N≧0であればよい。①より①=0を 代 入して、 v= では, 0 が小さくなるにつれて,v, ≦z〔rad] なんで2乗外して?COSO°=1M=

全てが分かりません。公式にこんなの存在しないし、何に当てはめてんのか意味がわかりません。どうしたらこの回答になるのか教えてください。どなたか心優しい方教えてください。

物体をx軸の正の向きに引き,ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め, 時間がれだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がこのとき、 物体にはたらく力の水平成分 F はいくらか。 2) (1) のとき, はいくらか (ust) 20 148 重まった2物体の単振動 図のように、ばね定 kのぼれのつながった質量Mの平らな台がなめら かな水学童上にあり、台の上には質量mの物体が置 かれているばねの他端は壁に固定されており,台を 水平に携載 伸びたところで台を静かにはなしたところ, 物体は台の上ですべることなく,台と一体 となって 1) この振動の周期を求めよ。 台 小物体 ばね k M 1000 m 台を水平に引っ張り, ばねが自然の長さからdだけ せることができる。 重力加速度の大きさをgとする。 した。台と物体の間の静止摩擦係数をμ, (2) 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 (3) 振動中にばねの伸びがd となった瞬間の、物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 4) 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 10 149 初期位相がある単振動なめらかな水平面上に 質量mの小球を置いてばね定数んの軽いばねの一端 を接続し、ばねの他端を壁に固定する。 ばねが自然の 長さのときの小球の位置を原点として、図の右向 きに軸をとる。 速度の正の向きは、x軸の正の向きとする。 (1) 時刻 t=0 に, 原点Oにある小球に初速度(v>0) を与えたところ,小球は単振動 を行った。 単振動の振幅Aをkm, v を用いて表せ。 2) (1) のとき、小球の単振動の角振動数をとして,時刻における小球の座標xをA, wtを用いて表せ。 (3) 小球を一度静止させて r=A の位置まで移動し、静かにはなすと小球は角振動数ω の単振動を行った。 小球をはなした時刻を t=0 として、時刻における小球の座標 を A, wt を用いて表せ。 4③3)の大き、小球が原点を通過するときの速さを Vとする。時刻における小球の 速度をV, w, tを用いて表せ。 Aはかんけいないから下線 自然の長さ 2000000000 ○ 10 単振動

物理基礎【ばね振り子】 なぜここがマイナスになるのでしょうか？

動の式 2 p.85 wt=-w²r ーる。 36 10 例題 34 ばね振り子 軽いばねの一端を固定し、 他端に質量 0.10kgのおも りをつるすと, 自然の長さから 0.050m だけ伸びてつ り合った。このばねを自然の長さにしておもりを支え, 静かに手をはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/s2, を3.14 とする。 ●センサー 41 つり合いの位置をx=0 に とり,任意の変位にお いて物体にはたらく合力が F=-Kxの形で表される 復元力なら, その物体は単 振動する｡ ●センサー 42 小さな振幅で往復するものは,たいてい単振動とみなせる。 ばね振り子の周期 m T=2π k 水平方向, 鉛直方向, 斜面 方向のいずれの振動でも同 じ式で表すことができる。 (1) このばねのばね定数k [N/m〕 はいくらか。 (2) つり合いの位置から 〔m〕 だけばねが伸びたとき, おもりにはたらく力の合力F[N] はいくらか。 ただし, 鉛直下向きを正とする。 また,このような力がはたらくときの運動の名称を答えよ。 (3) おもりの振動の周期 T〔s] と振幅A〔m〕 はいくらか。 (4)ばねが自然の長さから0.020m だけ伸びたとき, おもりの加速度の大きさ a [m/s2] はいくらか。 センサー 43 単振動の加速度αは,中心 (つり合いの位置) でα=0 両端で大きさが最大となり, a= ± Aw² (5) ばねが自然の長さから 0.050m だけ伸びたとき, おもりの速さv[m/s] はいく らか｡ ●センサー 44 単振動の速度では,中心 (つり合いの位置)で大きさ が最大となり, v=Aw 両端でv=0 第Ⅰ部 様々な運動 解答 (1) おもりにはたらく重力 と弾性力のつり合いより, 0.10×9.8-kx 0.050 = 0 したがって k=19.6=20[N/m〕 (2) F=0.10×9.8 - 19.6× (0.050+x) = -19.6 x 〔N〕 変位の大きさに比例し,変位と 逆向きにはたらく力を復元力と いう。 復元力がはたらくとき 物 体は単振動をする。 (3) T=2π 0.050m m k ≒2×3.14× 144 1510 3.14 7 0.050 m 自然の つり合いの 位置 0.050 m Step 2 名前 139 単振動次の 単振動は,一般に て表される。円の半 のときの物体の位置 クリーン上の座標 におけるスクリーン a とすると, v= る。 またェが正に Aを ⑧ ωを ような ⑩0]力が いて T = ①1 と 弾性力 k×0.050 〔N〕 10.10 19.6 V = 0.448... 0.45 〔s〕 振幅は単振動の中心と端の間の距離で表されるので、 A = 0.050〔m〕 (4) このとき,r=-0.030[m] である。 ---- 自然の長さ 原 必解 140 単振動 時刻 t=0[s] のと x=0.10〔m〕 の位置 (1) この単振動の (2) この単振動の (3) この単振動の つり合いの位置 重力 0.10×9.8N ・弾性力 k (0.050+x) (N) 自然の長さ つり合いの位置 →解 重力 0.10×9.8N 2π また, w = - =14〔rad/s] T したがって,a=|-ωより a=|-142×(-0.030)|=5.88=5.9〔m/s']| (5) 力のつり合いの位置では, 速さは最大になっており、 別解力学的エネルギー保存の法則で求めることもできる。 v=Awで表される。 したがって, v=0.050×14=0.70[m/s] 141 単振動の周 中心から0.10 m 3.14 とする (1) この単振動 (2) この単振動 142 水平ばね をつけた水平 もりを水平面 りは単振動し (1) この単振 (2) この単振 (3) この単 (4) おもりの (5) おもりの 140 142

【途中計算】教えてください！解けません！

Step 2 mgL したがって, T= VI2-22F 糸が切れないための張力の条件は,T≦3mgであるから mgL ゆえに,r≦ L 2√2 √I²-23mg 3 128 0.40 |解説| 求める静止摩擦係数をμ, 物体の質量をm[kg] とする 物体がすべり出す直前,物体には円の中心に向かって最 力F=μN=μmg(N〔N〕は垂直抗力の大きさ)がはたらい これが向心力となって等速円運動をする。 回転の周期を とすると,角速度w〔rad/s] はω=で与えられること 2π 解答編 p.65~68 円運動の運動方程式は, 2π\2 T mr =μmg これより、μ=- 4 4×3.14² × 010

(2)の解説 方程式の文字の値をすり替えるって、、、方程式のルール的に完全アウトじゃないですか？ これなんでOKなんですか？

56 基本例題 30 絶対値と不等式 次の不等式を証明せよ。 (1) |a+b|≦|a|+|6| (2) |a|-|6|≦|a+bl 指針 (1) 前ページの例題29と同様に(差の式)≧0 は示しにくい｡ |A=A2 を利用すると, 絶対値の処理が容易になる。 そこで A≧0, B≧0のとき の方針で進める。また,絶対値の性質(次ページの①~⑦) を利用して証明しても よい｡ (2)(31)と似た形である。 そこで, (1) の結果を利用することを考えるとよい。 CHART 似た問題 1 結果を利用 [2] 方法をまねる la+b≧(lal+|6|)² (3) la+b+cl≦la|+|6|+|el ●基本 29 重要 31 A≧B⇔A'≧B'⇔A'-B'≧0 (1) (lal+ b)²-la+b|²=a²+2|a||b|+6²-(a²+2ab+6²) |◄|A³=A² 解答 =2(labl-ab)≧0 |ab|=|a||6| ...... よって 00000 よって la+b≧0, lal +6 ≧0 から la+6|≦|a|+|6| この確認を忘れずに。 別解] 一般に,|a|≦a≦|a|-|6|≦b≦|6| が成り立つ。 | A≧A, |A|≧-A この不等式の辺々を加えて から-|A|A|A| -(|a|+|6|)≦a+b≦la|+|6| したがって la+b|≦|a|+|6| (2) (1) の不等式でαの代わりにα+6, 6 の代わりに - b とおくと |(a+b)+(−b)| ≤|a+b|+|−b| よって |a|≦la+6|+|6| ゆえに |a|-|6|≦la+6| [別解 [1] [a|-|6|<0のとき a+b≧0であるから,|a|-|6|<la+6|は成り立つ。 [2] |a|-|6|≧0のとき |a+b-(|a|-|6|)²=a²+2ab+b²-(α²-2|a||6|+62) =2(ab+lab)≧0 よって (|a|-|6|)≦|a+b² |a|-|6|≧0,|a+b≧0であるから |a|-|6|≦la+b1 [1], [2] から |a|-|6|≦|a+b| (3) (1) の不等式での代わりにb+c とおくと la+b+c)[≦la|+|b+cl la+b+cl≦|a|+|6|+|c| ≦|a|+|6|+|c| -B≤A≤B ⇔|A|SB ズーム UP 参照。 <|a|-|6|<0≦la+bl [2] の場合は, (2) の左 辺, 右辺は0以上であ るから, 右辺20 を示す方

なぜ斜面上向きの力がないのですか？

に忠実 問題 し解いてい う。 チェック問題 1 なめらかな斜面上の往復運動 標準 7分 傾き 0の斜面上の点Oから,質量mの 小物体を斜面上向きに初速度 ひですべ り上がらせる。斜面はなめらかなものと する。 (1) 運動を開始してから、物体の達する最高点までの距離 を求めよ。 (2) 運動を開始してから, 物体が元の点まで戻ってくるまで の時間tを求めよ。 解説 (1) Sep1 力の書き込み 「ナデ・ y コツ・ジュー」(p.36) で, 力を書き込む。 垂直抗力をNとする｡ Step 2 斜面上向きに加速度αを仮定。 図aのように, x,y軸をとり x 方向 の運動方程式を立てると x: ma=_mg sin 0 αと逆向きの力 よって, a = -g sin A 負なので,減速運動 10 IC 10 m mgsino V₁ N a 0mgcost mg 図a

【途中計算】なんでサイン分のcosを分数にしてかけているのか意味がわかりません

6.0m/sで進む質量 0.80kgの物体A と, 左向きに速 114 一直線上での衝突 一直線上で,右向きに速さ さ3.0m/ む質量 2kgの物体Bが正面衝突し 衝突前 080 衝突後1-2 た。 上図のように、後のA,Bの速度をそれぞれva, Up,右向きを正として,運 動量保存法の 立てよ。 (2) 反発信数を3.50 3 (1) > 6.0m/s て,反発係数の式を立てよ。 の A,Bの速度の大きさと向きを求めよ。 ①40kg ①50kg 115 平面上での衝美で軸の正の向きに速さ 3.0m/sで進んで きた質量 4.0kgの物体Aがy軸の頃の向きに速さ 2.0m/sで 進んできた質量 5.0kgの物体Bと衝突した。衝突後,Aはy軸 の頃向きに,Bはz軸の正の向きに進んだとすると,衝突後 3のA,Bの速さはそれぞれいくらか。 センサー 35 3116 なめらかな面との斜め衝突 右図のように,なめらか な水平面上を速¥2.4m/sで進む小球が,鉛直に立てられた なめらかな壁に衝突してはね返った。このとき,入射した角 度とはね返った角度は, 壁に垂直な方向からそれぞれ30° 60° であった。 Mine 600 3.0m/s MX₁ = 1x² 壁 VA ひ求めればいい センサー 33 y 30° OB 00 ⑨ UB Mosbod Mos600 セン 衝突後の小球の速さをv[m/s] として反発係数eを、ひ を使って表せ。 (2) 衝突後の小球の速度の壁面に平行な方向の成分と垂直な方向の成分の大きさはそれ ぞれいくらか。 (1) のv, e はそれぞれいくらか。 Soleg Sid 8 (1) センサー 36 ヒント 113 運動量のベクトル図を用いて考える。 114 符号に注意して式を立てる。 116 なめらかな面との斜め衝突なので,面に平行な方向には力積が加わらず、この方向の速度 成分は衝突前後で不変である。 8 運動量 73

有効数字で、20-15をする時に5という数字が出ました。その場合5.0として有効数字2桁で答えを出さないのは何故ですか？

このtは何を表していますか？

STEP②: 一定時間に衝突する回数 AyE L 2 m V Vs Sx I No 2mbx t⋅N t= 2L Va □[S]で衝突する回数 2L 十六 ₂ Vi bat 2L P