学年

教科

質問の種類

物理 高校生

下の問題に置いて、TとμNが、もし等しい関係にあり、糸を引く力を大きくした場合、物体はどのように動きますか?滑りながら傾くのですか?

基本例題22 物体が傾く条件 図のように、質量がm で, 縦, 横の長さがん, lの直方体の一 様な物体を水平であらい床の上に置き, 物体の上端に糸をつけ て水平に引く。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 引く力の大きさがTをこえたとき, 物体は床の上をすべる (2) (1)のようになるための床と物体の間の静止摩擦係数μの条件を求めよ。 ことなく図の点Pの位置を軸に傾き始めた。 T を求めよ。 指針 (1) 物体が傾き始めるとき, 物体の底面は床から浮き上がるが, 端の点Pだけは床に接した ままである。このとき、垂直抗力Nと静止摩擦力の作用点は点Pにある。 (2) 傾き始めるときの静止摩擦力Fが, 最大摩擦力μN より小さければよい。 解答 (1) 物体にはたらく力は図のようになる。 物体 は点Pの位置を軸に傾き始めるので,垂直 抗力Nと静止摩擦力Fはともに点Pにはた らく。 点Pのまわりの力のモーメントのつ りあいより mgx/1/13-1 T×h=0 よって 2 (2) 水平方向の力のつりあいより T=mgl 2h T-F=0 よってF=T=mgl 2h 鉛直方向の力のつ りあいより N-mg=0 よって N = mg 物体が床の上をす べることなく傾き 始める条件は F<μN よって したがって μ> mg mgl 2h ĮERTA 2h 1 2 F N <μxmg 9端C棒(1 93- 端に Ch 棒 (2) 9. 水 な お (1 (2

回答募集中 回答数: 0
物理 高校生

静電気・保存則の問題です。 (5)の力学的エネルギー保存則の式の右辺について、Aはx軸の-方向に動いているのに-1/2mvA^2ではなく1/2mvA^2になるのかが分かりません。 教えてください。

AB間の距離が2rm[m]のときのAの逃さ v [m/s] を求めよ。 量m(kg]の粒子Aが最初, Bから十分離れた位置にあり,x軸上正の 方向に遊度 (m/s)で動いている。 クーロン定数を:N·m'/C°)と (4) AがBに最も近づいたときの, Aの速度u [m/s]を求めよ。ま その後AとBは互いに反発し遠さかる。十分に時間がたった後 1/静電気 +QIC)を帯びた質量 AM (kg)の粒子Bが r軸 上の点Pに静止している。 また。+q[C) を番びた賞 m,q M.Q Vo 河合計 B 11 静電気保存則 43 HCHEE P 島 A5判 (1) 無限遠点での位置エネルギーは U=g×0=0 で, AB間の距離がr の とき U=qr kQ と表されるから,力学的エネルギー保存則より 5) 量4に らmu+0= 0+. kqQ 2kqQ mv? Yo Yo = (2) 前問と同様に ら +0=;mu+ kqQ 2r。 mu。 し, 重力や粒子の大きさは無視できるものとする。 Tath カ学 mu*+mu? V。 リ= V2 良間 類出 浜島 A5判 (3) 加速度が最大となるのは, 静電気力が最大になると きで、AがBに最も近づいたときだから 登信 (1) AB間の距離の最小値 o [m] を求めよ。 加速度のこと は力に聞け! mVo 9Q kqQ 『max- mr 4kqQ mamax=k mu 次に、粒子Bが×軸上を自由に動ける場合について, (4) 最接近のときの相対速度は0で, AとBの速度 は等しくなるから,運動量保存則より (止まった な、AB間の距離 [m]を求めよ。 mb = mu+ Mu m m+M 。 物体系についての力学的エネルギー保存則より . u= mv わ学 名問 浜島 A5判 (岡山大) のAの速度(m/s)を求めよ。 mu=me+ kqQ -Mu*+ Y」 Bから見れば AはUターン 0. 上で求めたuを代入して Y= 2kqQ(m+ M) mMu? Level (1)~(3) ★ (4),(5)★ kqQ はAとB全体でつくり出したもので, (1), (2)では 位置エネルギーU= Bが固定されているためAだけで使えたのである。力学でいえば, AとBがばね で結ばれているときの弾性エネルギーの扱いに似ている。 Point & Hint カ学 (1(2) 力学的エネルギー保存則を用いる。 位置エネルギーUは U=qVと (5) Bの速度をUpとすると, 運動量保存則より muo= mua+ Mus …① 力学的エネルギー保存則より kQ V= からつくり出す。 らく 物理 河合 B6 2mu =mu+Mug ……② | 運動方程式 ma = F を思い出したい。 -mv? (3)加速度といえば、 (4)物体系に働く外力がないから…。最接近のとき, Bから見てAは一瞬止まる から…。 AB間の距離については, A·B 全体について(物体系について)カ学 的エネルギー保存則を用いる。 位置エネルギーの形は前半と変わらない。 (5) 2つの保存則の連立。 Aと Bは十分離れるので位置エネルギーは0としてよ 0.2よりUを消去すると m-M m+M U= Vの正負はmとMの大小関係で決まる。 解も出るが、Aは静電気力で減速されているので不適 (初めの状態に対応)。 なお,計算からは ひ、= w という 物理 い。 別解弾性衝突とみなしてもよい。反発係数 e=D1 だから VA-Us = -1× (v0-0) ③ のと3の連立で解くと早い。 河 htt E-r kp

未解決 回答数: 1
物理 高校生

誰かこの問題の(3)分かる人教えて下さい!

円(区画和tqm。 高きAt])の 還1 おもりが3つ(A、B.〇。 同じほねが3 っ(XY.のある。おもり A をばねXでっゃすと。 B6X ばおねXは[an]のびてつり合った。 この他| 円和(横Z[emり高き 3ktom])のおる5 D. 円すい型(面横 otcmri。 高き 3k[cn])のおも H6Z り Eがあり、おもりD と所の体和は等しい。こ| れらのおも りとばねを用いて置を組み立て。以 での株作ユー 4 を行った。あとの問いに答えなき い。 ただし。 おもりはすべて同じ閉所でできでい るので,導度は等しい。またばねのや大ききは考えないものとし。水中においでる気と同 信の性質を示すものとする。なお 図中のすべてのばねは。そののぴをはば等しく指いでいろので突 悪を表してはいない。 人大井) 多移計Pち (内作1] 団1のように。 ばねXY。Zとおもりん B,Cを交所に反続し。ばねの放を指で折 ち上げた= [紅作2] 国2のように. 操作1で組み立てた半還を水憶の中に入れる。まず。最下点のおもりC を完全にめ(拓角1)。 次におも B(状馬の。 おも り A(枯研3)の拓にすべてのおもり を深めた。 [了作3] 国3のように。 おもり D をばね Xでつるした交慎を氷村の中に入れる。 まおもりの 下糧から ん[cam]まで沈め(拓能9。決に下鍛から 2k[qm]まで沈め(章5)。最に全作 を先例に沈めた(拓く [押作4] 図4のように. おもり EをばねXでつるした装置を水相の中に入れる。 ますいの| 大面をつるし. おもりの下電(円すいの頂上から Acm]まで沈めた(提の次に| いの頂点をつるし。おもりの下手(幅すいの放再)から Acm]まで沈めた(38) (0 押作1においてどごね X。Y。 2ののびは人 TSなるか。 を用いで表せ %) 玩。 em 0間 ) (7し ei (操作2の扶態1において, ばねZは名作1のときと此べでscm]だけ短くつた。 1にお けるばねXYののびは人 m になるか。それぞれ/。 s を用いで表せ。また| 提作2の状態2 3 におけるばねXY ののぴのは何 cm になるひ。それぞれん。 <を用いで だし sくしとする。 状明liばaXUうしータ2 cm) ばaK(プ2U= 2 om 状避2:ばね人X() うし-29 cm) ばねMODZレ22 cm AreZ0) 9レー75 em) HHRMOラレー om トロ 回3 lehY Wsorexkoop 近作2のばね Xののびと次のような関係があった。 人馬1 と4のばねXののびは等しく。 同拉に。状馬2 と5 状明8と6のばねXののびはそれ でれきしい。」 このことより 折作4の拓馬 状態における| ・を用いて表せ。 7

回答募集中 回答数: 0
物理 高校生

10番で、グラフの書き方を教えて下さい!

電電はペクトル和 電位はスカラー和 電場が一様でない場合にも, 狭い範 囲では一様とみなせるから, 接近した 2点問ならだニレ/@としてよい。電 位のグラフでは, つつ 0 としたときの /は接線の傾きに対応する。つま り, 電位のグラフでは接線の傾きの大 きさが電場の強さを表す。 \ |接線の傾き| 三電場の強さ 上電符+〇の電位 f High。 レーんQ/ヶの導出については姉妹編 p 161 を参照。 一般に, 電位のグラフを見たら力学の清らかな曲面 。 電位 を思い浮かべるとよい。上の例なら 十9の電荷をァ軸 上に置くと, +O〇からの反発力で動き出すが, そのス 1 ピードは曲面上に置いた小球が転がり落ちるのと同じ 1 ように増していく。gがgzに対応しているからだ。 ただ, 一g の電荷の運動を考えるときは曲面をひっくり返して見ること (z 軸に対称に)。 トにて ⑳) ァy 平面上, (2, 0) の位置に +@, (一6, 0) の位置に 一Q の点電荷がある< 次の点の電位を求めよ。無限遠を基人とする。 < 900 ⑯) B⑥: DCGe: 0 世 前問で, * 軸上での電位を 軸を横軸としてグラフに表せ(概略でよい) 定された0 の点電荷から距離 6 離れた点で, 上 AAM 多 の小 を放した。+@ から 人MCM のおょび分に| に時間 たうたときのさんをポめよく1

回答募集中 回答数: 0
1/2