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物理 高校生

高校物理力学です。 3番の答えが③だったんですけど、動摩擦力はθによらず一定ではないのですか?

次の文章を読み, 後の問い ((1)~(3)) に答えよ。 ただし, 空気の抵抗は無視できるものと する。 平らな板と物体の間にはたらく摩擦力について考える。 (1) 図1に示すように, 板の上に物体を置き, 板をゆっくりと傾けていった。 板と水平 面のなす角度 0 が0をこえたとき, 物体は板の上をすべり始めた。 物体と板の間の静 止摩擦係数を表す式として正しいものを,後の①~⑥のうちから1つ選べ。 1 sinc ④in+cosoc 図1 cosc ⑤ sincosoc 平らな板 anc ⑥ cososin Oc (2) 次の文章は,図1で, 0を0から徐々に大きくしていったときに, 物体にはたらく摩 擦力の大きさが変化するようすを述べたものである。 文章中の空欄 2 3 に 入れる語句として最も適当なものを,後の①~⑦ のうちから1つ選べ。ただし,同 じものをくり返し選んでもよい。 100c より小さい間は物体は静止しており,静止摩擦力の大きさは 2 0が 0より大きくなると, 物体は板の上をすべり下りるようになる。 物体がすべり下りて いるときの動摩擦力の大きさは 3 ① 0 に比例する sin 0 に比例する cosO に比例する ④ tan 0 に比例する 1 ⑤ (sino-cos0 ) に比例する ⑥ に比例する tan0 ⑦ 0によらず一定である

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物理 高校生

・(3)(4)でなぜsin2θ=1のときに最小値をとるのか ・なぜH>(5)の場合は(4)が解となり、H≦(5)の場合は小球が天井すれすれを通る時に最もV。を小さくできるのか ・(6)で求めるtanθはなぜL/Hで求められるのか ・(7)においてなぜ④の式を整理するこ... 続きを読む

別興ム(慟哭するための tan の条件を, vo を含まない式で表せ。 (北海道大改) 例題 5 Vo h 物理 やや難 53. 高さ制限のある斜方投射■重力加速度の大きさを g として,次の ( に適切な式, 数値を入れよ。 H OK L →P 高さHの天井がある部屋で, 床の点Oから小球を投 射して, 天井にあてずに距離Lはなれた点Pに落下さ せるための、初速 ひ の最小値について考える。 投射 角を0とすると, L = ( 1 ), 最高点の高さんは, h = ( 2 ) と表せる。 天井を無視 して考えると, (1) から, 0 ( 3 )のときに, vは最小値 ( 4 ) となる。このとき, 最高点の高さんは,h= ( 5 )となるので, H> (5) の場合は (4)が解となる。 H≦ (5) の場合は,小球が天井すれすれを通るときに最もを小さくできる。 h=Hとすると (1) (2) から tan0= ( 6 6 )となり,ひ の最小値は ( 7 ) となる。 を用 ヒント 51 (3) 小球が水平方向に距離αだけ進んだとき, 高さがんよりも大きければよい。 52 (2) 小球Bが、時間tの間に斜面に沿って移動した距離を求める。 53 (1) 2sincose=sin20 の関係を用いて, 式を整理する。 (3) (1) の式をv について整理し, v が最小になる 0 の条件を求める。 んの式をもとに tan0の値を導き, sine の値を調べる。 解説 (1) 小球は,鉛直方向には初速度 vosine の鉛直投げ上げと同 じ運動をする。 鉛直上向きを正とし, 小球の飛行時間をt とすると, 鉛直投げ上げの公式y=uot-212912 を用いて, 0=vosin0.t- -1/20120-1(2sine-1/20t) 0=t(v. t=0 なので, t= 2v, sine g 水平方向には、速度 vo cos の等速直線運動をする。 OP間の水平距 離Lは,飛行時間tを用いて, v Coset となるので, L=vocoset=vocose・・ 2v, sine 2v,² sin cos g vosin20 g ….① g (2) 最高点の高さんは, 鉛直投げ上げの公式v=2gy を用いて, 02-(vosine)2=-2gh h= vo² sin²0 2g ...2 (3) (4) 式 ① から, gL と表される。 v は, sin20 = 1, すなわ sin 20 ち, 8=45°(20=90°) のときに最小値 √gL となる。 (5) 式 ②0=45°, vo=√gL を代入して h= (vgL)2 sin245° L 2g 4 (6) 式 ① から, L= 2v 2 sinocose g vo² sin²0 式 ② でん=Hとして, H= 2g 4H H tan 4 tan0= これら2式の辺々を割ると, L L 4H (7) (6)のL,H, 0 の関係は,図のようになり, sin0= √L²+(4H)² Vo = √2gH sin 式 ④を vについて整理して, g(L²+16H²) 8H 0 ●小球の鉛直方向の運動 をもとに飛行時間を出す 54. (水平距離) (初速度の 解 水平成分) × (飛行時間) である。 三角関数の公式 2sinocos0= sin20 を用いている。 ●最高点では,速度の鉛 直成分が0となる。 sin 20 の最大値は1で ある。 tan を求めるため, 式①で sin 20 に変形す る前のものを用いている。 √L²+(4H)² 4H 0 L 4H 図は, tanθ= L る三角形を示す。 とな

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物理 高校生

(3)のところでV₀sinθcosθをV₀cosθsinθと答えるのはありですか??教えてください!

20.1- 8,8円 のここがボイント 投げ上げた点を原点とし、 水平方向にx軸, 鉛直上向きにy軸をとる。 このときx方向の運動は, 初 速度のx成分のまま等速度運動をし、 y方向の運動は, 初速度のy成分で鉛直に投げ上げたのと同じ運 動になる。ッ方向の速度が0になるときが最高点であり, 上りと下りの対称性から, 最高点までの時 間の2倍が着地点までの時間である。 38 me.) 0.1x8,0× x08.0 (1)図のようにvをx, y成分に分解するので x方向,y方向について の別々の運動が重ねあわさっ たものとなっている。 1 m Vox y4 =cos@ より Vo Vo a y4 Vox= Vo Cos 0 [m/s] Voy=sin0 より Voy a Vo sin 0 = cos0 C Vox C Voy= Vosin [m/s) (2) 最高点では速度のy成分 ひyが0となる。y方向の運動は初速度 voy, 加速度 -gの等加速度運動なので, ひッ=V0y- gt の関係より x Vosin0 O+3)10 e 別解 x 0= vosin0-gt よって t== g 20.- このときの高さ (y座標)は, 鉛直投げ上げの式「ッ=0ot-59t"」より 「ーパ=-2gy」の式より 03 00,00°ー(vosin0)?=-2gh h=tosin0x20sin@_1 _/ g Vosin0 v°sin°0 、日 よって g v'sin'0 h= 2g (3) 上りと下りは対称的なので, 最高点から水平面までの落下時間は(2)の tと同じである。したがって, 小球は投げられてから時間 2t の間, 水平 方向には速度 v0x で等速度運動をしているので,「x=ut」の式より 三角関数の公式 2sin0cos0=sin20 を用いた。なお(3)の答えとし 20°sin0cos0 ては, 3 v0sin0_ 2v3sin@cos0 1= Vox×2t=v Cos 0×2×- でもよ g g v°sin20 3 い。 g

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