(2)についてです。 (1)で半径3Rの等速円運動の遠心力と万有引力の釣り合いで求まるのは分かるのですが、 Q.遠心力＞万有引力となれば、引力圏から脱出するのではないか？ と考えてしまいます。(実際はエネルギーで解く) 力学的エネルギーが0になる方法も理解はできるのですが、... 続きを読む

44 万有引力 地球の質量を M. 半径を R, 万有 引力定数をGとし、大気の影響は無 視する。 A B R Q 2R P 1 地上2R の円軌道 A上を探査機 を積んだスペースシャトルが回 っている。 その速さと周期を求め よ。 M (2 (2)図の点P で, シャトルから探査 機を前方へ打ち出し, 地球の引力圏から脱出させたい。 そのために 必要な探査機の速さを求めよ。 (3)探査機を打ち出し, 減速したシャトルを楕円軌道B にのせ、地表 回収したい 占でのシャトルの速さを求め上

31番 T1のときは、AC＝CPとはと書いてありますが、どういうことでしょうか？教えてください。

+30 点Oを中心として等速円運動をしている音源が ある。 図のP点で聞くとき,次の音が出された点 A, B, C を円周上に書き込め。 A 最も高い音 B : 音源と同じ高さの音 C: 最も低い音 P 31** 前問で,円の半径をr, OP 間距離を2とし, 音源が1周する時間を T. 音速を Vとする。 P点で, 最も高い音を聞いてから最も低い音を聞くまでの 時間 T を求めよ。 また, 最も高い音を聞いてから, 音源と同じ高さの音を聞 くまでの時間 T を求めよ。 以上,音波を中心に話をしてきたが, すべての波に対してドップラー効果 は起こる。

これあっているか確かめて欲しいです。ごちゃごちゃしててすいません🙇 もし間違っていたら教えて欲しいです。

物理 (b) 図3-3のように,z軸上に十分に長い導線があり、導線には大きさがIの電 流がz軸の正の向きに流れている。 また, xz 平面内に1辺の長さがαの正方形 の1巻きのコイルが固定して置かれており、正方形の辺ABは軸と距離αだけ はなれている。導線とコイルは空気中にあり、空気の透磁率をμ, 円周率をと する。このとき,z軸上の導線の電流が, 正方形の頂点Aの位置につくる磁場 7 の (磁界)の磁束密度の大きさは 6 であり、磁束密度の向きは 向きである。 fut 2Ra Z軸の負 Vb I 次に,コイルに大きさがiの電流を図3-3のA→B→C→D→Aの向き に流すと, コイルはz軸上の導線の電流がつくる磁場から力を受けた。 コイルの 辺ABが軸上の電流がつくる磁場から受ける力の大きさは 8であり, 力の向きは の向きである。また, コイル全体が軸上の電流がつくる 磁場から受ける力の大きさは 10 であり,力の向きは 11 の向きで ある。 x軸 1 Co H= H: 270 27.22 47 ※軸の負 1 2 より I 5/19 Bi→>> sec b Vis C + o 4th F Owth S y B = M F & B = MI a より 1 47a A a F. Iblay F. 472 4 D F Fr Wa 図魚 F2 F: MiI Miz 27 47 4 9 ANI (1-31/10 ) 2 2aI 20 29 20 20

問5の問題がわかりません。 解説のマーカーで線を引いた部分について、なぜ、1/4Tとなったのですか？

体1. 方向 問4 積 12 ③ Point 運動量の変化と力積の関係 物体の運動量の変化は、 積と等しい。 mv2mvy=FAt その間に物体が受けたか m質量 : 変化前の速度, V2 変化後の速度 Fat: 受けた力積 Point! 衝突での作用・反作用の法則 作用・反作用の法則より直線上の小球入 の衝突で小球 A. Bが及ぼし合う力は大きさが等 しく向きが逆である。 そのため, 衝突で小球が小 球Bから受けた力積をIとすると, 小球Bが小球A から受けた力積はと表される。 小球Aと小球Bが衝突したとき, 小球Bが小球 から受けた力積は, 運動量の変化と力積の関係から、 4mv-04mo (右向きに大きさ4mv) である。 作用・ 反作用の法則より 小球 A が小球Bから受けた力 は、4m (左向きに大きさ4mv)である。 問5 単振動の振幅,周期 13 8 Point! 単振動の振幅 小球Bの振動の中心はばねが自然の長さのときの 小球Bの位置(力のつり合いの位置, 小球 A と衝突 した位置)で,単振動の一方の端は小球Bが最もばね を押し縮めた (壁面に最も近づいた)ときの位置であ る。 そして、振動の中心から端までの距離が振幅で ある。 求める距離は,力学的エネルギー保存の法則を用 いると求めることができる。 1/2 =1/2x2 法則を用いると, 1.4mv²= よって, X=20√ 第3問 A 問1 動の周期をT とすると, T=2 衝突直後から小球Bは単振動を始める。この単振 二つの のスリッ 明暗の縞 4m m =4π k 問2 千 小球Bはばねが自然の長さ (振動の中心) の位置か ら単振動を始める。 単振動を始めてからはじめて小球 かばねを最も押し縮めたときまでの時間は 1/17 表されるので, 求める時間は, 1/27=1/2x47 m m =π √ k +α! 単振動の周期 小球Bの単振動の周期を導いてみよう。 ばねが自 然の長さからxだけ縮んでいるとき,水平右向きを 正とすると、小球Bにはたらく力はxと表され る。この力は復元力であり、小球Bの加速度をαと すると、運動方程式は4ma=kxとなるので. a=-- k x と表される。 4m また、単振動の角振動数を とすると a=-x と表されるので、上式と比較して k 小球Bの単振動の周期をTとすると 4m √ k 222 = 4π T= @ +α! 単振動の振幅 m k 単振動の角振動数を とすると, 小球Bが振動の 中心を通過するときの速さと振幅の関係は. k Point 経経反合 ※反 レー S1, S スリ リッ リッ この 光 Point! ばねによる単振動の周期 ばねにつながれた物体の単振動の周期は T=2π m √ k T: 周期, m: 質量 k : ばね定数 衝突直後から小球Bがはじめて壁面に最も近づい たときまでに移動した距離は,小球Bがばねを最も 押し縮めたときのばねの自然の長さからの縮みと考え ればよい。その距離をXとして、衝突直後に小球B が水平右向きに速さ”で動き始めたときとばねを も押し縮めたときについて力学的エネルギー保存の v = Aw= A√ Am (上の+α!のの式を代入) m よって, A=20 √ k (第二

(1)のI2のHが－になるところが理解できませんでした。右ねじの法則などの使い方を含め教えて貰えると幸いです。

2 図のように, 半径 [m] の円形コイルAと, 十分に長い直線状の導線Bを同じ 平面内に置く。 Aの中心PとBとの距離を2r [m] とし, A, B にはそれぞれ I 1, I2 [A] の電流を図に示す向きに流す。 円周率をπとする。 IB I₁ P (1)点Pでの磁場H [A/m] を求めよ。 紙面に垂直に裏から表へ向かう向きを正とする。 (2) H=0 とするには, I 2 は I」の何倍にすればよいか。 ①点での磁場の強さ/直線電流Iが作る磁場 (H 12 円形電流 向き:紙面に垂直に裏→表を正 I I₂ H₂ == Hi+H2= Z 4πr zr 2n 4匹r (Alm) -2r

この問題の問6と7が解き方が分かりません 解説をお願いしたいです

J 8 非等速円運動 【標準30分・28点】 長さの糸の端に質量mの小球をつけ、図に示すように、もう一方の端0を中心 にして鉛直面内で振り回し、円運動させる。重力加速度をの糸の張力をTとして 以下の問いに答えよ。なお、回転中の糸の長さは一定 (1) とみなし よび空気の抵抗は無視できるものとする。 外 問6 次に れた。 小 はいく 小球の大きさお のをつ るもの 問7 ま 糸が O Acts (m) 1.9 0 T P A Vo mg 図2 問1 小球が最下点にあるときを基準にして,糸が鉛直方向から角0だけ傾いたとき (P点) の小球の位置のエネルギーをm, g, 1, 0 を用いて表せ。 問2 小球が最下点にあるときの速さを” として, P点における小球の速さ”を、エ ネルギー保存則より求め, g, vo, 1, 0 を用いて表せ。 問3 P点における半径方向 (PO方向) の運動方程式を, T, m, l,g,v, 0 を用い て表せ。 てせ 問4 上の関係により,糸の張力Tをm,I,g,vo を用いて0の関数として表し,横 軸に 0,縦軸にTをとって, 0≧≦2の範囲におけるTの変化の概略を図示せよ。 ただし,小球は回転円運動を続けるものとする。 問5 小球が回転円運動を続けるには,最下点における速さ”はいくら以上でなけれ ばならないか。 1g を用いて表せ。

イの目と背びれの位置が反転して上下は反転しないのがどうしてか分かりません。どうして水を抜くと凸レンズと似たはたらきが無くなるのか、水があると凸レンズと同じような働きをするのかよく分かりません。

物理 問5 次の文章中の空欄 ア イに入れる語句の組合せとして最も適当な ものを、次ページの①~⑥のうちから一つ選べ。 7 水を満たした円筒の透明な容器 (コップレンズ)がある。 水を満たしたコップは 凸レンズと似た役割をする。図5(a)のように、魚の置物とコップレンズの中心軸 を結ぶ水平線上に, 観測者の目を置いて観察する。 以下では, 容器は十分に薄く、 厚さは無視できるものとする。 上 魚の目 尾ひれ 右 下 上 魚の目 尾ひれ 水を満たした円筒の容器 (コップレンズ) 左 右 観測者の目 図5 (a) 下 図5 (b) コップレンズを通して魚の置物を観察すると, 図5 (b) のように魚の目と尾ひれ の位置が反転している様子が観察できた。 これは光がコップレンズを通過すると きに屈折することが原因である。 図6(a) はコップを真上から見た様子であり,魚 の目の位置から出た光線 aは, コップレンズで屈折し、観測者の目に入る。魚 の目から出た光はさまざまな方向に広がるが,図6(b)に示した光線 bd のうち, 正しい光の進路が描かれているものとして最も適当なものは,図 6 (b) の である。 ア コップの水をすべて抜き空にすると,コップに水が満たされているときと比べ て イ 観察できる。 -68-

この問題の（２４）、（２５）の解説をお願いします。

5 次の問いの答えを選択肢から選び, 番号で答えなさい。 半径 0.20mの円周上を10秒間で20回転する, 質量 2.0kgの物体について、 以下の物 理量を求めなさい。 (20) 周期 ① 0.50s ② 1.0s ③ 2.0s ④ 5.0s (21) 回転数 ① 0.50Hz ② 1.0Hz ③ 2.0Hz ④ 5.0Hz (22) 角速度 ① 6.3rad/s ② 10rad/s ③ 13rad/s ④ 19rad/s (23) 速さ ① 1.9m/s ② 2.5m/s ③ 3.8m/s ④ 9.8m/s 1.9 10 (24) 加速度の大きさ ①5.0m/s 2 ② 12m/s 2 (25) 向心力の大きさ ①5.ON ② 24N ③ 32N ③ 16m/s 2 ④ 32m/s 2 ④ 63N

大至急！！！(2)の周期Tの求め方が分かりません。

fr 3 ばね定数k [N/m〕 の軽いばねの一端に, 質量 m[kg] の小球をつけたばね振り子を鉛直につるした。 重力加速度の大 きさをg [m/s2] とする。 (1) 小球がつりあいの位置で静止しているときのばねの伸び x [m] を求めよ。 mg=fexte fers Ixo W g (2) ばねの伸びを3% [m] にし, 手を静かにはなしたところ､小球は単振動を始めた。 このとき, 単振動の振幅 A {m}, 周期T [s], 速さの最大値〃 [m/s] を, k, m, gで表せ。 円周率をπとする｡ 766773x0 IXOT I 3% mg 振幅 T=27 20= つり合いが どれだけのびて 201 mg k A = 3x0 = x₁ = 20 = 27/7/2² (m) mg m (my (S) 29 V= AWAT max 22 k²xm 26 20²1-29 k m k (m/s) イ

問2の(3)～(７)までよくわかりません。 「小球はY軸方向の力積のみを受ける」はどういう意味ですか？ お願いします。

(注)解答には必要な計算過程も記すこと。 a 図1のように鉛直面と角が[rad) をなすなめらかな斜面およびBがあり、これら2つの斜面 は水平面上で交わっている。斜面α およびBに垂直で点0 を通る断面が図1に示されており、 この断面において、点AおよびBはそれぞれ斜面a, B 上に存在する。 質量 m[kg]の小球を斜 上の点におき、静かに手を放すと小球は斜面をすべり下り,点において面と弾 性衝突した。 角8 を変えながら弾性衝突後の運動を調べるために, 点0を原点とし、直線OB をx軸として,これに垂直にy軸を図2のようにとる。 線分AOの長さをe[m]として,以下の 問いに答えよ。ただし、重力加速度の大きさをg〔m/s ] とし, 小球の大きさと小球に対する空 気抵抗は無視できるものとする。また、円周率をxで表し、 量とする。必要なら. 三角関数の関係式 sin 20= 2 sino cos 0, cos 20=2cos28-1 を用いてよい。 A a 鉛直上向き 鉛直面 図 1 B --水平面