物理基礎の質問です 図aでは運動方程式、図bでは力のつりあいの式を立ててますが、なぜ運動方程式の物体Bについての式ではma=T-mgでT=mg▶︎ma=mg-mg▶︎ma=0にならないんですか？ T=mgでつりあってるんじゃないんですか？

mのおもりBをつるした。 物 体Aと斜面との静止摩擦係数 μo, 動摩擦係数をμとして,次の問いに答えよ。 m B (1) 0 0 つまり板を水平としたとき, Bは下降した。 その加 速度の大きさを求めよ。 (2)001 のとき,Aが斜面下方へすべり始めた 。 M を求めよ。 (3)001のときのBの上昇加速度の大きさを求めよ。 「解説 (1) 図a で, 糸は軽いので, 両端の張力Tは等しい。 Aは「もうすべっている」 (p.41)ので, 動摩擦力μNを受ける。 〈運動方程式の立て方> (p.56)で. STEP Aは右向き, Bは下向きの 同じ大きさの加速度をもつ。 STER 2 図のように軸を立てる。 STEP 3 Aについて、 A μN a1 : 運動方程式: Ma1= +T-μN...... ① v : 力のつり合いの式: N = Mg... ② Bについて X: 運動方程式 ma」= +mg-T ③ ①+③より, N YA -X B 必ず 等しい Mg a₁ mg Tを消すためのおき, (M+m)a = mgμN まりの式変形♪ ②を代入して,aについて解くと, m-μM a₁ g 答 M+m 図 a 1 と同じ向きの力は 正, 逆向きの力は負 →ナットクイメージ m→∞にもっていくと, ag つまり, Bの自由落下に近づく 第5章 運動方程式 | 59

94の解説の線が引いてあるところは公式だから cosだというのはわかるのですが 95の線が引いてあるところは 引き上げるからsinなのか公式だからsinなのかどちらですか？

第5章■ 仕事と力学的エネルギー 45 第5章 仕事と力学的エネルギー ここがポイント 94 力の向きと物体の動く向きが異なる場合の仕事を求めるには, 「W=Fxcos!」 を用いる。 解答 加えた力,重力, 垂直抗力(大きさ)の した仕事をそれぞれ W1, W2, W3 [J] と すると, W=Fxcose」 より (1) W=4.0×2.0× cos30° 4.0 N N 30° 4.0 cos 30° N 0-8- ②2 √3 =4.0×2.0× 2 10 N 4.0 130°0 =4.0×2.0× 1.73 2 -=6.92 から求 れる。 v3 6.9J 95 0905cos 90°-0 (2)W2=10×2.0×cos 90°=0J (3)W=N×2.0×cos90°=0J 1 ここがポイント L'Orxa L'OIXQ.= =(0,-) 力と移動方向が垂直な場合, 仕事は0である。 解答 (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(図a)。 よっ て 斜面を使うと物体を引き上げる力は小さくなるが, 引き上げる距離が長くなる。 そのため, 同じ高さ まで鉛直上方に引き上げる場合と、仕事は等しくなる。=20×2=0x8.06 AL F〔N〕 ② 40 130° F=20×9.8×sin 30°=98N ③ 1 「ゆっくり」 引き上げる とは、力のつりあいを保ちな がら引き上げることである。 (2) 斜面にそって引く力は 98N なので, 仕事 の式 「W=Fx」 より 図a W=98×10=9.8×102J (3) 斜面にそって10m 引き上げたときの高 20×9.8N となる。 「 W=Fx」 より 3 W'=(20×9.8)×5.0=9.8×10²J さん [m] は,図bより 10m、 2 th=10×sin30°=5.0m 30° としてもよい。 物体を鉛直上向きに引き上げるために必 18.e 117 30° 要な力は重力とつりあっているので 図 b 3 斜面を用いると, 引く力 を小さくすることはできるが, 仕事を減らすことはできない (仕事の原理)。 手30°20×9.8 N 2 直角三角形の辺の長さ の比よりん:10=1:2 h=10×12=5.0m さ

(2)の問題において、なぜ最初(Bをはなした直後)の力学的エネルギーA、Bを合わせて考えないといけないんですか？そのまま(1)で出したA、Bの値をイコールで結ぶだけじゃダメなんですか？

[リード C 基本例題 23 力学的エネルギーの保存 第5章■ 仕事と力学的エネルギー 49 104~108 解説動画 定滑車に糸をかけ, 両端に質量mおよびM (M> m) の小球 A, Bを取りつけた。 Aは水平な床に接し, Bは床からんの高さに保持 されて糸はたるみのない状態になっている。 いま, Bを静かにはな すとBは下降を始めた。 重力加速度の大きさをgとし,床を高さの 基準とする。 (1)Bが床に衝突する直前の A,Bの速さを”とする。 このとき, A, B がもつ力学的エネルギーはそれぞれいくらか。国十 72Bが床に衝突する直前の A, B の速さ”はいくらか。 2Bが床に衝突する直前のA,Bの速さ”はいくらか。 OBM m 指針 A, B には, 重力 (保存力) のほかに糸の張力 (保存力以外の力) もはたらくが, 張力が A, B にする仕事は,正, 負で相殺するので, 力学的エネルギーは保存される。 B:0+Mgh=Mgh 解答 (1)Bが衝突する直前の力学的エネルギ A:0+0=0/ ーはそれぞれ A, B をあわせて考えると、 全体の力学的 A: 2 1½ ½ mv² + 2+mgh B: 11/23 Mv² +0=Mv 0+Mgh= (2) 最初 (Bをはなした直後)の力学的 よってv= エネルギーは保存されるので =(1/12mo- mu2+mgh+1Mv2 2(M-m)gh M+m エネルギーはそれぞれ 110 解説動画

力の作用線が集中しているのはがB点ではなくA点とわかるのはなぜですか？

リード C 基本例題 19 棒のつりあい 第5章■剛体にはたらく力のつりあい 47 94,95,96 解説動画 長さの軽い棒の一端Aを鉛直なあらい壁にあて,他端 C Bと壁面Cを糸で結ぶ。 この棒に質量mのおもりをAか 糸 距離dの点Pに下げたら, 棒は水平で糸は棒と30°の角 をなしてつりあった。このときの,糸の張力の大きさ T, A端にはたらく摩擦力の大きさ F,垂直抗力の大きさNを, 重力加速度の大きさをgとして求めよ。 A 30° B IP d Om 指針 Aのまわりの力のモーメントのつりあい,鉛直方向,水平方向の力のつりあいを考える。 解答 棒には図の力がはたらく。 張力Tを水平, 鉛直方向に分解する。 力の作用線が集中してい る点Aのまわりの力のモーメントのつりあいの式より 2mgd 12T×1-mgxd=0 T=- l 鉛直方向の力のつりあいの式を立て, Tを代入すると F+1/2T-mg=0 F-mg/121x2mgd=mg(1-4) 水平方向の力のつりあいの式を立て, T を代入すると N√3T-0 N=√3x2mod√3mgd 2 32 12 C √3 -T T F 130° N A B mg

高一物理基礎です。 x1の値を代入して、の下の行の式の途中式が分かりません😭 どなたか途中式教えていただけるとありがたいです（ ; ; ）

第5章 仕事 x1 の値を代入して 1 2 mv=mgsingmgsino -k 1 mgsind= (mg sin 0)2 k 2 ak 2k m よって v1 = gsino Vk (3) 最下点では物体の速さは0 (運動エネルギーは0)なので,力学的エ ネルギー保存則より

(2)の後半の｢遠心力が重力より勝っていればたるまない｣から、(遠心力)≧mgという式だと考えたのですが、解答では(張力)≧0となっていてそれが何故か分かりません。θ=180°において張力がある場合下向きに力が働くと思い、だとするとたるんでしまうと考えています。解説お願いします！

チェック問題 2 振り子の円運動 糸の長さ おもりの質量mの振り 子がある。 おもりに最下点で初速度 v を与えた。 標準 6分 (1) 振れの角が0のときの糸の張力T を求めよ。 (2) 糸がたるまずに1周するには vo はいくら以上必要か。 解説 (1) 《円運動の解法》 (p.191) で解く。 STEP 1 中心は点O 2 半径1, 3速さ” M m 45 は未知。 さぁ、どうやって求める? 速さときたらエネルギー。 いまは, 摩擦熱は出てな いから《力学的エネルギー 保存則》 (p.162) ですよ。 ☐ キミの言うとおりだ。 式を立てると, Vo mg 2 = mvo -m² + mg/l(1-cos 0 ) 遠心力 図 a よって、v=√vo2-2gl(1-cose) STEP 「回る人」から見て,遠心力 m を作図 STEP 3 重力を半径, 接線方向に分解しよう。 ここで糸は伸び縮みしない ね。このことから,半径方向には確実に力のつり合いが成り立つので, v² T T = mg cos0 + v² ② mT ②に①を代入すると, Vo 2 - T=m + g(3 cosa - 2)} ...... CS CamScanner でスキャン 第15章円運動 | 193

Aの(3)が分かりません💦 答えはK分の2mgsinθです。 もうすぐテストなので早めだと嬉しいです✨🙇

リード D 第5章■仕事と力学的エネルギー 44 57 116 斜面上のばね振り子の運動 上端を固定したばねで物 体が斜面に接してつり下げられている。 物体の質量をm,斜面の 傾角を0, ばね定数をk,重力加速度の大きさをgとする。 [A] 斜面がなめらかな場合について,次の(1)~(3)に答えよ。 (1) 物体が静止しているときのばねの伸び x を求めよ。 (2) ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合, ばねの伸 びが(1)の x1 になるときの物体の速さを求めよ。 (3) 前問(2)の場合, 物体が最下点に到達したときのばねの伸び x2 を求めよ。 mmmm+ [B] 次に, 物体と斜面の間に摩擦がある場合について,次の(4)~ (5) に答えよ。 ただし, 静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ'μ'<μ<tan とする。 (4) ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合, 物体が最下点に到達したときの ばねの伸び x3 を求めよ。 (5) 物体が最下点に到達した後, 再び斜面を上昇するか, 静止するかは,静止摩擦係数 や動摩擦係数などの条件による。 物体が再び上昇する条件を0μμ' を用いて表 せ。 継

(1)Aがもう滑っていると分かるのはなぜですか？ Bは下降したと書いてあるので、板を水平にした時AもBも滑り始めたと解釈したのですが、間違っていました。

M A チェック問題 1 運動方程式の立て方 右の図のように,傾きが 自由に変えられる板の上に質 量Mの物体Aを乗せ、軽い糸 でなめらかな滑車を通し質量 mのおもりBをつるした。 物 体Aと斜面との静止摩擦係数 Jo をμlo,動摩擦係数をμとして,次の問いに答えよ。 標準 10 分 m B (1) 6 = 0 つまり板を水平としたとき, Bは下降した。 その加 速度の大きさ a を求めよ。 (2)0 = 0 のとき,Aが斜面下方へすべり始めた。 μo を求めよ。 (3)001のときのBの上昇加速度の大きさを求めよ。 解説 (1) 図a で, 糸は軽いので,両端の張力Tは等しい。 Aは「もうすべっている」 (p.41)ので. 動摩擦力μN を受ける。 《運動方程式の立て方》 (p.56)で, STEP1 Aは右向き, Bは下向きの 同じ大きさαの加速度をもつ。 YA a₁ →IC N 必ず A 等しい UN STEP 2 図のように軸を立てる。 T Mg B. a₁ mg STEP 3 A について, x: 運動方程式: Ma= +T-μN...... ①図a y: 力のつり合いの式: N = Mg ② B について, 文に「一体となαと同じ向きの力は 正、逆向きの力は負 T を消すためのおき, →ナットクイメージ ∞にもっていくと, X: 運動方程式 ma = +mg-T...... ③ ① + ③より, (M+m)a = mgμN まりの式変形♪ ②を代入して,aについて解くと, m-μM a₁ = g 答 M+m a₁➡g つまり, Bの自由落下に近づく 第5章 運動方程式 59

弾性力について質問です。 kxと1/2kx'2の違いが分かりません💦 写真の問題でも、100でkxの方を使ってしまい間違いました。見分け方とかあるのでしょうか？ 教えて頂けると嬉しいです。

\86 浮力■質量 m[kg], 密度p [kg/m²]の物体を、ばね定数k [N/m] のばねの先端に取りつけ, 密度 po [kg/m²] の液体に完全に沈めたところ, ばねが自然の長さから伸びた状態でつりあった。重力加速度の大きさを g [m/s²] とし, ばねの質量および体積は無視できるものとする。 (1) 物体が受ける浮力の大きさ F [N] を求めよ。 (2) ばねの自然の長さからの伸びx [m] を求めよ。 例題18,93 llllllll ● 物体

(2)で計算が上手く行きません、、どこが違うのでしょうか😿

n/s 57.仕事と運動エネルギー を加えて,力の向きに直線運動を行わせた。物体の移動距離x [m]と力 質量 5.0kgの物体に水平方向の力 の大きさ F[N] との関係は,図のグラフで表される。x=0m における 物体の速さは6.0m/sであった。 (1) x=0mからx=7.0m までの間に,力が物体にした仕事 Wi[J] を 求めよ。 (2) 1/2mv²/2mv=W 1/215×26×5×6070 EV² - 45=70 2 Ⅳ-115 V² = 46 (1) (2) x=7.0m における物体の速さv [m/s] を求めよ。 (3) x=7.0m からx=25mまでの間に,力が物体にした仕事 W2 [J] を求めよ。 (4) x=25m における物体の速さv2 [m/s] を求めよ。 (1) 仕事は、F-X図のグラフの面積だから、 10×7.0-70J 70J (2) 8.0mls 第5章 仕事と力学的エネルギー| [F[N] 10 (3) 5 0 905 7.0 25 5×9.8 (4) 10m/s 53 x 〔m〕 第5章