(1)では遠心力を考慮していないですが、遠心力を考慮する時は[遠心力を考慮し]と記載されますか？ また、⑵のつり合いの式の両辺にmがついてますが打ち消さなくていいんですか？

<問8-4 角速度で回転する円板に、支柱を取りつける。 質量mのおもりに糸をつけ 柱の頂点に結びつけたところ, 支柱と糸は角度をなして静止した。おもりと回転 の中心の距離をとし、以下の問いに答えよ。 ただし重力加速度の大きさを とする。 (1) 糸の張力の大きさを,m,g,eを使って表せ。 (2) 遠心力を考慮し, 物体にはたらく水平方向の力のつり合いの式を立てよ。 (3) おもりの円運動の運動方程式を立てよ。 さて,遠心力の考えかたを身につけるべく問題を解いていきましょう。 (2),(3)が大事な問題ですから,しっかり理解してくださいね。 <解きかた (1) mg.8で表すので,鉛直方向に注目しましょう。 糸の張力の大きさをSとおくとおもりにはたらく鉛直方向の力のつり 合いより Scos0=mg S= mg cose (2) 「遠心力を考慮し」とあるので、 おもりに観測者を乗せて考えます。 観測者は円運動することになるので, 回転の中心に向かって加速度 a=rw2で運動しているということです。 観測者からすると, おもりには慣性力ma=mrw²が回転の外向きにはた らいて見えます。 また、おもりには糸の張力がはたらくので、力のつり合いより Ssin0=mrw2 (1)の結果より Ssin0=mg sin0 Emgtane cose よってmgtand=mrw答 (3) おもりにはたらく向心力はSsin0で、角速度 w半径1の円運動をするので Ssin0=mr2 mgtan0= mrw2 ・・・答 (2)と(3)を比べると同じ式になりましたね。 遠心力は円運動の慣性力です。 しっくりこない人はChapter7 を復習して、理解を深めておきましょう。 問8-4 円板が m 回るんだね 8 08 W → (1)鉛直方向の力のつり合いを考えて Scoso=mg S= mg COS Omr Ssin 0 20 mrw おもりの上に観測者を乗せて 考えると,F=mrw の遠心力 を上図のように受けるので 力のつり合いより Ssin0=mrw2 W mg cos0 mgtan 6=mrw どちらも結果の式は 同じだが,考えかたが 違うんじゃ (3) 0 Scos 0 Img S sin a=rw² おもりは回転の中心に向心力 Ssin を受ける。 円運動の 運動方程式より Ssin=mrw² wwww ww ma F mg tan 0=mrw² (合 ここまでやったら 別冊 P. 40~

（ロ）と（ハ）についてなんですけど、 （ロ）の熱力学第1法則の右辺の2RΔTの「2」って何を表しているのですか？ （ハ）では15RnΔTだけではだめで、なぜ3/2×2RnΔTと15RnΔTのふたつが必要なのかがわかりません

4. 以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。 解答中に分数が現れる場合は既約 分数で答えよ。 なお, 導出過程は示さなくてよい。 熱を通さない断熱材でできた内側の断面積Sのシリンダー容器 (以後、容器と 呼ぶ) がある。 気体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (日) (A) 図1のように容器を鉛直方向に固定し,熱を通す透熱材(熱をよく通す素材) でできた熱容量の無視できる質量 Mのピストンを容器内側の中央に設置して, Mのピストンを容器内側の中央に設置して、 ピストンの上側と下側にそれぞれ1 molずつ (合わせて2mol) の単原子分子の 理想気体を入れた。 ピストンで密封された上側と下側の理想気体の圧力、 体積 . 温度はともに等しく,その圧力をP体積をVo温度をTする。この状態 を状態1とする。 平常 左 次に状態で容器の中央に設置されていたピストンの固定を外すと、ピストン は鉛直下方にゆっくりと距離αだけ移動して静止した (図2)。 この過程におい て、ピストンで仕切られた理想気体は常に平衡状態に達しており、 ピストン上側 の理想気体の圧力はP 体積はV1で,ピストン下側の理想気体の圧力はP2 積はVであった。 この状態を状態2とする。 なお、ピストンと容器の間に摩擦 であった。 力はなく、ピストンは鉛直方向になめらかに動くことができる。 また、ピストン と容器のあいだに隙間はなく,ピストンで仕切られた理想気体は反対側に漏れ出 ることはないものとする。 平

この問題の(4)が分かりません。答えは2.0でした。

図のように水平な床の上に質量M=2.0kgの板Bが静止している。 Bの左側に質量m=1.0kgの小物体Aを乗せ、 右向き の初速度vo=6.0m/sを与えると AはBの上を滑り、Bは床上を滑り、やがてAとBは同じ速さVになった。 AとBの間 の動摩擦係数はμ'=0.10で、Bと床の間の摩擦は無い。 重力加速度g=9.8m/s 2 として、 以下の問に答えよ。 (1) Aに初速度を与えた瞬間の、AとBの合計の運動エネルギーは何Jか? 有効数字2桁の数字で答えよ。 (2)AはBからの動摩擦力により減速する。 この時の加速度の大きさは何m/s2か? 有効数字2桁の数字で答えよ。 (3) Bは、前問の動摩擦力の反作用としての動摩擦力を受け、 右方向に加速する。 この時の加速度の大きさは何m/s2 か? 有効数字2桁の数字で答えよ。 (4) AとBがそれぞれ(2),(3)の等加速度で運動を続けた結果、 同じ速さVになり、 Bに対してAは静止した。 Vは何m/s か? 有効数字2桁の数字で答えよ。 (5) AとBが同じ速さVになった状態での、AとBの合計の運動エネルギーは何Jか? 有効数字2桁の数字で答えよ。

Rは球体と四角の物体の間で生じる垂直抗力です。 (3)の解答の所で①から②を引いてaを消してるのは 同じ加速度じゃなくなったらRが消えるのでRが存在するギリギリのところで考えるためですよね？この考え方で合ってるか教えてください。

2μ'g (M+m) 178. ばねに乗った物体 解答 (1) 2mgsino k D 左 VIA, N 台C (2) Ama=k(L-x) -R-mgsin0 B:ma=R-mgsin0 (3) UR (2)(3)AとBがおよぼしあう垂直抗力は、作用・反作用の関係にあり R=0 となったとき, BはAからはなれる。 指針 (1) AとBを一体と考えて、力のつりあいの式を立てる。 解説 (1) ばねの縮みをdとする。A,Bを一体とみなすと,運動方 向に受ける力は図1のように示され, 力のつりあいの式は、 kd-2mgsin0=0 d= 2mgsin ST るん 受ける力 (2) Aが位置xにあるとき, ばねの縮みはlo-x, Aがばねから受ける弾性力はk(l-x) となる。 AR Bが受ける運動方向の力は,それぞれ図2のよう に示される。これから,運動方程式を立てると A:ma=k(l-x)-R-mgsin 0 B:ma=R-mgsino mgsino_ 2mg sin 0 asing 0 0002mg 大日 ak(lo-x) ・・・① 0 mg O ...2 【Aに着目】 (3) BがAからはなれるのは, R=0 となる位置である。 式①一式 ②か ら αを消去してRについて整理すると, 0=k(Z-x)-2R R= k(lo-x) 2 この式から,x=1のとき, R=0 となることがわかる。 したがって, BがAからはなれるのは, ばねが自然の長さのときである。 kd mgsin a. R x mg 0 【Bに着目】 ばねが自然の長 も短いとき,Aは 向きの弾性力を受 自然の長さよりも き, 下向きの弾性 ける。

(4)からの解説お願いします。学校でもらった問題集で類似問題探したんですけど、似たようなものがなかったので答えは初めの問題から62543です。

ⅣV 図のように、真空中において点0を原点とするxy座標平面上の点A(a, 0)に電気量 +4Q(Q > 0), 点B (-a, 0)に電気量9Q の点電荷を固定した。 y軸上の点(0, α)を 点C.x軸上の正の領域で点0から十分にはなれた点を点D. クーロンの法則の比例定数をと する。 また, 重力の影響は考えないものとする。 C(0, a) -9Q + 4Q B(-a, 0) A(a, 0) D 次の各問いについて それぞれの解答群の中から最も適切なものを一つ選び, 解答欄の数字にマー しなさい。 (1)x軸上において電場が0となる点のx座標を求めよ。 16 16の解答群 1 ① ④ 3a (2)点Cにおける電場の成分の大きさを求めよ。 17 17 の解答群 ① √2 kQ 3a² 5/2 kQ 2a2 5√2 kQ 4a² 5kQ 2a 5a 3√2kQ 2a2 13/2kQ 2a2 (3) 電気量+q(q> 0)の点電荷Pを点Cから点Dまでゆっくり運ぶのに必要な仕事を求め よ。 18 18 | の解答群 /2kQg √2 kQq √2kQg ① a 3a 5a 3√2kQg 5/2 kQq 7/2 kQq 2a 2a 2a (4) 点Dで点電荷Pを静かにはなしたところ, 点電荷Pはx軸に沿ってx軸の負の向きに運動 し、x軸上の点Eで速さが0となった。 点Eのx座標を求めよ。 19 19 |の解答群 a a 2a a 5a a (5) 点電荷Pの質量をm とする。 点電荷Pが点Dから点Eまで運動する間の速さの最大値を 求めよ。 20 20 の解答群 [kQq 5 ma /2kQq ma [kQq 2ma /3kQq ma /kQq ma /5kQg ma

画像の問題の問7の答えが③になる理由が分かりません。 解説をお願いしたいです。

第1問 図1のように、なめらかで水平な床の上に, なめらか な表面をもつ質量 M の台が水平に置かれている。 台の右側は, 点を通る紙面に垂直な軸を中心とした半径の半円筒状に, 直方体がくりぬかれた形をしている。 図1は床に鉛直な断面を 示しており、 面 AB は水平で, 曲面BCになめらかにつながっ ている。 点0を原点とし、 水平右向きにx軸, 鉛直上向きに y軸をもつxy座標をとる。 重力加速度の大きさはg とする。 床は十分広く、空気の影響は無視できるものとする。 運動はす べて図1の紙面内 (同一鉛直面内) で起きているものとし、 以 下の問いに答えよ。 [1] 台を床に固定し,質量mの小物体を面 AB上のある点から 速さで水平右向きにすべらせた。 小物体は半円筒に沿って 運動し、BC間の途中の点Dで台から離れ, 最高点 Qに達 したのち落下した。 x軸とODのなす角をα 点Dにおける 小物体の速さを 点Dから点Qまでに要する時間を する。 小物体の大きさは無視できるとする。 Vo B 床 図1 問1 小物体がBD間の∠BOP = 0 となる点Pにあるとき, 小物体の速さを 0, 1, g を用いて表せ。 問2点Pで小物体が受ける垂直抗力の大きさNを,m,vo, 0, l,g を用いて表せ。 問3 速さを, α, L, g を用いて表せ。 D 台 問4時間 t を,,αg を用いて表せ。 問5点Qの座標 (X, Y) が次の等式で表されるとき, gのうちから必要なものを使って書き表せ。 ① (5) の空欄に入る式または文字を,,,, X= ① × ② - ③ × ④ xt YQ = ① × ④ + ③ × ② xt- ⑤ x t² [2] 台の固定を外し、 静止した台の面 AB 上のある点から, 質量mの小物体を速さで水平右向きにすべらせた。 小物体は 半円筒に沿って運動してある高さまで上がったのち, 台から離れることなく折り返し, 半円筒に沿って降りて面ABに引 き返した。 小物体の大きさは無視できるとする。 問6 小物体が最大の高さに達したときの小物体の床に対する速さを 02, m,Mを用いて表せ。 問7面ABに引き返した小物体が,床に対して左向きに進むのは,mとMの間にどのような関係があるときか。 次の①~ ⑧のうちから最も適切なものを1つ選んで番号で答えよ。 (1 1 -M m<- (7) m<2M ② m> -M ③m <M 4 m > M ⑤ m<√M ⑥m> √2M ⑧ m>2M

自分の計算だと分子のmとMの符号が逆になったのですがこれ計算間違いでしょうか。

15 保存則 ばね定数kの軽いばねの一端を質量 Mの円筒容器の底 に固定する。 質量mの物体Pと容器の間に摩擦はなく, 容器の厚みは無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとする。 m P k (1) 図1のように, 容器を鉛直にして台上におき,Pを ばねの上端に静かにのせ,P を支えてゆっくり下げて いくとき、ばねは最大いくら縮むか。 図1 (2) 図1のような状態で、はじめPをばねの上端に静かにのせ、急に Pを放したとき, ばねは最大いくら縮むか。 k M k Vo m M m 図3 図2 (3) 図2のように, 容器を滑らかな水平面上におき, 容器を押さえて, Pをばねに押しつけてαだけ縮め,全体が静止している状態で,容 器とPを同時に放す。 ばねから離れた後のPの速さを求めよ。にし (4) 図3のように,滑らかな水平面上に静止している容器のばねに、 P を水平方向に速さであてたとき, (ア) ばねは最大いくら縮むか。 (イ) やがてP はばねから離れる。 その後のPの速さを求めよ。 (弘前大)

解き方教えて欲しい

310 2023年度 物理 【問題2】次の文章を読み、1と2に答えなさい。 (解答番号 7-8 図のように、点Aから質量の小球を水平に速さで投げたところ、小球は 直な壁面に点Pで弾性衝突し、 はね返って水平な床の上の点Qに落ちた。 点Aの 床面からの高さを、点Oから壁までの距離をし、重力加速度の大きさをりとす る。ただし、壁はなめらかで、空気抵抗は無視でき, 小球は壁に垂直な鉛直面内で 運動するものとする. ch Vo 2 h.v.L 2 T h X-X 自由 0 L 図 pray erot 問1 小球を投げてから点Pに当たるまでの時間を表す式として正しいものを 次のうちから一つ選び、 番号で答えなさい. 2L L (2 Vo 27 7 (3 L 21% 2L L ④ ⑤ ⑥ Vo Vo 2ひ 2L 3 問2 落下地点Qが点0から壁に向かって ーの距離にあるとき 速さ を表 す式として正しいものを, 次のうちから一つ選び、番号で答えなさい. 8 9 9 L2g 2L AL g ALg ① ② (3 (5 6 3/2h 3√√h 3 h 3 h 3 2h 3 h 91

物理　力学　重心 なぜ私の解き方では解けないのでしょうか？

35 長さ8cm の棒 ABの中点に棒 CD を垂直につな いだ。CD の長さが次の場合の重心の位置を求めよ。 (2)12cm (1)8cm -8 cm- A ・B C D に

(3)の青ペンのところがわかりません。 どうして変位を-4mとして解くのですか

問題 03 相対速度・ 相対加速度 第1章力学 物理基礎 公式 相対加速度 wwwww (Aに対するBの相対加速度)(Bの加速度) (Aの加速度) \ www Aが基準 www 基準を引く 図2のv-tグラフの傾きから, Aの加速度は1.0[m/s], Bの加速度 はαB=2.0〔m/s2] と読み取れるので, 求める相対加速度4AB 〔m/s2] は. aAB = AB-AA= -2.0-1.0=-3.0[m/s2] (3)(1),(2),Aに対するBの相対速度, 相対加速度を求めた。 これより, 時 刻 t = 0 におけるAに対するBの運動のようすを図示すると、下図のように なる。 図1のように,一直線上で運動して いる物体AとBがある。 時刻t=0に おいて,物体AとBは4.0m離れてい て, v-tグラフ (図2) のような等加速 度直線運動をしていた。 ある時間後, 物体AとBは衝突した。 ただし,速度 と加速度は右向きを正にとるものとす る。 有効数字2桁で答えよ。 速度 物体A 0- -4.0m- 図1 2 速 1 物体A 0 V [m/s] 物体B (1)時刻 t = 0 において, 物体Aに対 するBの相対速度はいくらか。 物体B 0 (2) 物体AがBに衝突するまでの物 体Aに対するBの相対加速度はいくらか。 (3) 物体AとBが衝突するまでの時間はいくらか。 0 1 2 経過時間[s] <t=0のとき> 図2 v-tグラフ A (静止) f[s]と同じである。s=uot + 1/2atより、 13.0m/s2 B 1.0m/s - x(m) (4) 物体AとBが衝突する直前の相対速度の大きさはいくらか。 -4.0 0 <弘前大 > はじめのBの位置をx=0[m] とし, 右向きを正とすると, はじめのAの 位置はx=4.0 〔m〕 になる。 (3)で求める時間は, 初速度をv1.0 [m/s], 加速度をa=3.0[m/s2] として, 変位s=4.0[m] となるまでの時間 d₁o 1 -4.0 = 1.0.++ ( (-3.0) t2 2 相対速度 (3t+4) (t-2)=0 これより=-1/3.2 t= 運動している観測者から見た物体の運動を相対運動という。 (解説) (I)「Aに対するBの相対速度」とは, 「Aから見たBの速度」 すなわち「Aと一緒に運動する観測者から見たBの速度」のことである。 公式 (Aに対するBの相対速度)= (Bの速度)(Aの速度) ww Aが基準 wwwwwww 基準を引く 図2のv-tグラフより 時刻t=0において, Aの速度はv=0[m/s], B の速度はv=1.0 [m/s] である。 よって, 求める相対速度 VAB [m/s] は, VAB=UB-VA=1.0-0=1.0[m/s] (2)速度と同じく, 加速度も相対加速度を考えることができる。 この式 (tについての2次方程式) を解くと, t>0なので,t=2= 2.0[s] を選べばよい。 (4) 衝突する直前の相対速度vAB 〔m/s] は,v=vo + atより よって, VAB'=-5.0[m/s] 求める相対速度の 「大きさ」 は, 5.0m/sである。 UAB′ = 1.0+(-3.0) 2.0 (1) 1.0m/s (2)- -3.0m/s2 (3)2.0s (4)5.0m/s 1. 速度 加速度 11