問62の（2）（3） 問63の（1）　は なぜ2乗が答えなんですか 例えば、問62の（2）は980Jじゃダメなんですか

62 仕事の原理数 p.72 水平面と30°の角をなすなめらかな斜面 にそって質量20kgの物体をゆっくり引き 上げる。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 130° (1) 引き上げるために必要な力の大きさ F][N] を求めよ。 (2) 斜面にそって10m引き上げるのに必要な仕事 W [J] を求めよ。 (3) この物体を、 同じ高さまで斜面を利用せず鉛直上方に引き上げ るのに必要な仕事 W2 [J] を求めよ。 (1) 物体を引き上げる力は重力の斜面にそった成分とつりあってい る。 直角三角形の辺の長さの比より F (20×9.8)=1:2 2F =196 よってF,=98N (2) 斜面にそった力は 98N なので, 「W=Fx」 より ☆ W,=98×10=9.8×10°J 162 (1) 98 N (2) 9.8×10°J (3) 9.8×10°J 斜面を使って物体を引き上げる と力は小さくてすむが, 引き上 げる距離が長くなり、 鉛直上方 に引き上げる仕事と等しくなる。 860 F 30° 30° 30° 20×9.8N (3) 斜面にそって10m 引き上げたときの高さは、直角三角形の 辺の長さの比より (2) 10m h① h: 10=1:2 30V よってh=5.0m 物体を鉛直上方に引き上げるために必要な力は重力とつり あっているので20×9.8N となる。 「W=Fx」 より W=Fzh=(20×9.8)×5.0=9.8×10°J 63 仕事率 数 p.73 63 次の各々の場合の仕事率 P[W] を求めよ。 (1) 40W (1) 質量 25kgのトランクを水平方向に20N の力で引いて, 力の向 きに10m 動かすのに 5.0秒かかった。 (2) 1.8×10'W (2) 揚水ポンプを使って, 高さ9.0mのタンクに水 6.0×10kgをく・・ み上げるのに 49 分かかった。 重力加速度の大きさを 9.8m/s^ とする。 仕事率は1秒当たりの仕事の量 なので、 時間の単位を秒になお して計算する。 (1) トランクの質量は仕事に関係しないので、 仕事率の式 [P= = -」 より W Fx t t 20×10 P= -=40W 5.0 (2)49分は49×60秒となる。 仕事率の式 [P= =」より P= (6.0×10)×9.8×9.0 49×60 =1.8×10W 第3章 仕事と力学的エネルギー 41

黄色で丸した問題なのですが、なぜマーカーを引いた部分がそうなるのかわかりません。答えは1/2mg(h1-h2)です。説明お願いします🙇‍♀️

144. 斜方投射と力学的エネルギー 図のような, なめらかな曲面がある。 水平な地面からの高さん の点Aから, 初速度 0 ですべり出した質量mの小球 が,高さんの点Bから上向きに45°の角度で飛び 出した。 重力加速度の大きさをg とする。 A h₁ (1) 小球が点Bから飛び出す速さを求めよ。 45° B h₂ 水平な地面 (2) 最高点を飛んでいるときの, 小球の運動エネルギーを求めよ。 (3) 点Bから飛び出したのち, 小球が達する最高点の地面からの高さを求めよ。

物理基礎、斜面上のつり合いの問題です。 赤丸をつけたところがなんで30°なのかわかりません。

解 て考える。 (1) 物体にはたらく力は,図aの3力。 重力の大きさは mg [N] 斜面に平行にx 軸, 垂直に y 軸をとる。 N F WX 30° Wy NN-1:2 よって Ny: N=√3:2 よって それぞれの方向について力のつり x軸方向 F-N×1/2=0 y軸方向 NX3 ④式より N=mgx. ③式より F-NX/2/2 2 2 mg=l 1/3 - 23 √3 3 30° mg 図 a 23 1_√3 解法 重力 mg のx成分を Wx, y.成分を W, とする。 mg × = 3 2 3 直角三角形の辺の長さの比より 解法2 それぞれの方向の力のつりあ Wx: mg=1:2 よって Wx= <1 F-Nsin30°=0 N cos 30°-mg=0

このように解いたのですが、解答を見てもよく分かりませんでした。図がなんでこうなるのか分かりません。

5 平面上の相対速度① 直に降るなか、水平面上をまっすぐに電車が17m/sで走っていると、 電車の中の人から見ると 直方向との角度で降っているように見えた。雨の降 っている逸当を求めよ。ただし、 とする。 1.7 o 6

物理の動摩擦力の問題です (2)で物体Aの加速度が斜面に対して下向きに働くのはなぜですか 運動の向きが上向きなのに同じ上向きに働かないのでしょうか 教えていただいたいですよろしくお願いします

3 動摩擦力を受ける運動 質量m[kg] の物体Aがあらい斜面上を運動する。 次の各場合について, 物 体Aの加速度α [m/s] を, 斜面にそって下向きを正の向きとして求めよ。 なお, Aと斜面との間の動摩 擦係数をとし、 重力加速度の大きさを g 〔m/s?] とする。 例題 垂直抗力 N 運動の NO N 向き 解1 動摩擦力は運 動を妨げるように. (1) A mg 30 斜面にそって上向 きにはたらき, 大 A 30130 30% mg 43 mg きさはμN〔N〕で ある。 45° 重力の斜面方向の成分の大きさをF.[N], 斜 面に垂直な方向の成分の大きさをF,[N] とす ると. 直角三角形の辺の長さの比より F: mg=1:2 1 よってF= mg Fy: mg=√3:2 よってF=3 mg 2 斜面に平行な方向について、 物体の運動方程 式を立てると ma= =/m mg-u'N .....1 一方, 斜面に垂直な方向の力はつりあってい るから NY √3 2 mg=0 よってN= 2 -mg ②式を①式に代入して ma= √3 2 -mg 2 ← 運動の 向き a 運動の 向き 30°

sin cos とか習ってないのに解説に載っていてわからないので　sin cos を使わないバージョンの途中式下さい🙏

[知識 119. 粗い斜面上の運動 水平とのなす角が30°の粗い 斜面上に, 質量10kgの物体を静かに置くと, 物体は斜面 10kg に沿って下向きにすべり始めた。 物体の加速度の大きさ 運動の向き はいくらか。 ただし, 物体と面との間の動摩擦係数を 1 2√3 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 例題5 130% コミ

1枚目の（1）で2枚目のような三角形にできない（しない）のは何故ですか？？

86.斜面上の運動 解答 (1)6.9m/s2 (2) 4.9m/s2, 斜面下向き 指針 物体は鉛直下向きに重力, 斜面に垂直な向き に垂直抗力を受けて, 斜面に沿って運動している。 斜 面に平行な方向 (運動方向) の力の成分の和を求めて、 その方向での運動方程式を立てる。 解説 (1) 物体が受け a る力は,図のようになる。 + 斜面下向きを正として, Wx ① 加速度を a [m/s2] とする。 450 運動方向の力の成分の和 は、重力の斜面に平行な 45° '10×9.8N 成分 Wxのみであり直角三角形の辺の長さの比を用 いると,

こういう問題ってどういう時に答えの符号マイナスにするんですか？

解法2 三角比を用いると Fx=40cos30°=40x3 =20√3≒35N 2 1 Fy=40sin30°=40x = =20N 2 よってx成分は35N, y成分は20N (2) 解法1 x軸, y 軸 方向の分力の大きさ をそれぞれFx [N], YA 40 N Fy 45° ① 45° 45% Fx ① F [N] とする。 直角 三角形の辺の長さの比より Fx:40=1:√2 よって Fx=40× 1 √2 = =40x √2 2 =20√2 =20×1.41 =28.2≒28N また, Fyも同様に Fy≒28N 符号を考慮して, x成分は-28N 成分は 28N 解法2 三角比を用いると 1 Fx=40cos 45°=40× ≒28N √2 1 Fv=40sin45°=40x ≒28N √2 よって, x成分は-28N, y成分は28N (3) 解法1 x 軸, y 軸方向 x, の分力のせ y A

まるで囲った図の重力の分解で重力とy方向に分解した力との間の角がなぜθになるかわかりません。 教えてもらえると嬉しいです。

問題 66 68 鉛直方向: Tsin60° + Tzsin30°-10=0 (2) おもりが受ける力は,図2のようになる。 力のつりあいから 水平方向: Tacos 30°Tcos60°=0 Tsin 60° TA ③ T2sin 30° ...4 T. 60° 30° 式 ③から, Ticos 60° T2cos 30° √3 2 T₂-2 T₁ =0 T=√3T2 ...⑤ 解説(1) 物体は, 重力, 垂直抗力, 弾性力を受け,それらの力はつ りあっている(図)。 弾性力をFとすると, 斜面に平行な方向での力の つりあいから, 垂直抗力 mgsin 0- F-mgsin0=0 F=mgsin0 式④から, 図2 10N √3 T₂ 2 -T₁+ 2 -10=0 mgsino x k これに式 ⑤を代入して、 √√√37₂+-10=0 T2 (2) ばねの縮みをxとする。 (1) の結果を用いて, フックの法則 「F=kx」 から, kx=mgsino 67.2物体のつりあい mg 2=5.0N 2 解答 したがって T=√3T2=1.73×5.0=8.65N 8.7N (1) mg 2 m (2) 2 (3) おもりが受ける力は, 図3のようになる。 力のつりあいから, 水平方向: T2- Tsin45°=0.⑥ T₁ Ticos 45° T₁ 鉛直方向: T, cos 45°-10=0.⑦ 式⑦から, 1-10=0 √2 T=10√2=10×1.41=14.1N 式⑥から, 45° 45°mans 484177₁sin45° T₂ 14 N T₁ T2- -= 0 T₁ 10/2 Tz= = √2 √2 -=10N 【別解】 (1) 図4のよ うに, T., T2の合力と重 力はつりあっている。 し たがって, 0-8001-21+ 指針 台車が受ける力を図示し, それらを斜面に平行な方向と垂直な 方向に分け, 平行な方向での力のつりあいを考える。 なお, 軽い糸は, その両端につながれた台車, おもりに同じ大きさの力をおよぼしている。 解説 (1) 糸の張力の大き さをT とすると, 台車, おも りが受ける力は,図のように 示される。 重力の斜面に平行 な方向の成分は, mgsin 30° であり,その方向での力のつ りあいから, 垂直抗力 T \T_ mgsin30° 4300 Mg mg cos 30° 30° mg 斜面に垂直な方向では. 台車が受ける重力の成分 と、 垂直抗力がつりあっ ている。 糸の張力を求め るには,斜面に垂直な方 向での力のつりあいの を立てる必要はない。 別解】 (1) 直角三角形 この辺の長さの比を利用 て、 重力の斜面に平行 方向の成分 (W) を求 ることもできる。 合力 ① 力①合力( T-mgsin30°=0 T=mgsin30°= mg W. 30° T IXPA 2 み 60° 60° Tz T=T2=10N 3 \30② 160° ② F① 45° (2) おもりが受ける糸の張力の大きさは,台車が受ける張力に等しい。 おもりの質量をMとすると, おもりが受ける力のつりあいから, ② <30° mg ① (2) 図5のように,T, T-Mg=0 Mg=T= mg 2 M= T2 の合力と重力はつり T₂ m 2 mg: Wx=2:1 mg あっている。 68. 弾性力と垂直抗力 Wx= 2 T=10x1 √3 × 図410N 図510N 8JJY 図6 V10N =5.0√3 =5.0×1.73=8.65N 8.7N 7-10x=5.0N (3) 図6のように, T., T2 の合力と重力はつりあっている。 T=10×√2 =10×1.41=14.1N 14N T2=10N 66. 斜面上での力のつりあい 解答 (1) mgsin0 (2) mgsind k 指針 物体が受ける力はつりあっており、斜面に平行な方向について, つりあいの式を立てる。 (1)~(3) それぞれ三 角形の辺の長さの比を利 用して求めている。 解答 (1) 1.0×102N/m (2) 10kg (3) 49N 指針 (1) フックの法則を用いる。 (2) おもりが受ける重力の斜面に 平行な方向の成分と, ばねの弾性力とのつりあいから おもりの質量を 求める。 (3) ばねの伸びは (2) のときと同じなので, 弾性力は変わらない。 弾性力と,重力,垂直抗力のつりあいの式を立てる。 解説(1) ばね定数をkとすると,フックの法則 「F=kx」 から, 10=kx0.10 k=1.0×10°N/m (2) おもりは箱の右側の内壁にちょうど接しており、右側の内壁から は垂直抗力を受けない。 おもりが受ける力は、 図1のように示される。 ばねの弾性力 F は, 「F=kx」 から, F=(1.0×102) x 0.49=49N おもりの質量をm とすると, おもりが受ける斜面に平行な方向の力 のつりあいから, 49-m×9.8sin30°=0 m=10kg ◎問題文では,ぱ びの単位が cm で れているので,m てフックの法則を F[N] 000000 図1 mx 30° 30° mx9 √3 (2) 別解 (2) 直角三角形の辺の長さの比を利用して, 重力の斜面に 平行な方向の成分 (Wx) を求めることもできる(図2)。 図2 (1 mx 42

黄色の線を引いたところなのですが、どうして-mgとなるのですか？

➡ 45,46 解説動画 2 例題18 斜面上の運動 傾きの角が30°のなめらかな斜面 AB にそって上向きに, 9.8m/sの速さで点Aから物体をすべらせた。 重力加速度の大き さを 9.8m/s^ とする。 (1) 上昇中と下降中のそれぞれについて物体の加速度を求めよ。 9.8m/s (2) 物体が達した斜面上の最高点をPとするとき, AP間の距離 d[m] を求めよ。 30° A PP 指針 斜面に垂直な方向では力がつりあっている。 一方, 斜面に平行な方向では重力の分力によって加速 度が生じる。 上昇中と下降中とで加速度の向きと大きさは同じである。 解答 (1) 物体にはたらく力は図のようになる。 物 運動方程式は,直角三角形の辺の長さの比を用 体の質量をm, 加速度をαとし, 初速度の向き を正の向きとする。 いて (実際には ma=-mg× 2 下向き) m 1 1 a=- =- -×9.8= -4.9m/s2 a 2 30° mg '30° 30° mg Wx よって, 上昇中も下降中も加速度は 斜面方向下向きに 4.9m/s2 (2) vvs2=2ax」 において, 点Pでは,v=0, x=dより -9.82=2×(-4.9)d よって d=9.8m