Rは球体と四角の物体の間で生じる垂直抗力です。 (3)の解答の所で①から②を引いてaを消してるのは 同じ加速度じゃなくなったらRが消えるのでRが存在するギリギリのところで考えるためですよね？この考え方で合ってるか教えてください。

2μ'g (M+m) 178. ばねに乗った物体 解答 (1) 2mgsino k D 左 VIA, N 台C (2) Ama=k(L-x) -R-mgsin0 B:ma=R-mgsin0 (3) UR (2)(3)AとBがおよぼしあう垂直抗力は、作用・反作用の関係にあり R=0 となったとき, BはAからはなれる。 指針 (1) AとBを一体と考えて、力のつりあいの式を立てる。 解説 (1) ばねの縮みをdとする。A,Bを一体とみなすと,運動方 向に受ける力は図1のように示され, 力のつりあいの式は、 kd-2mgsin0=0 d= 2mgsin ST るん 受ける力 (2) Aが位置xにあるとき, ばねの縮みはlo-x, Aがばねから受ける弾性力はk(l-x) となる。 AR Bが受ける運動方向の力は,それぞれ図2のよう に示される。これから,運動方程式を立てると A:ma=k(l-x)-R-mgsin 0 B:ma=R-mgsino mgsino_ 2mg sin 0 asing 0 0002mg 大日 ak(lo-x) ・・・① 0 mg O ...2 【Aに着目】 (3) BがAからはなれるのは, R=0 となる位置である。 式①一式 ②か ら αを消去してRについて整理すると, 0=k(Z-x)-2R R= k(lo-x) 2 この式から,x=1のとき, R=0 となることがわかる。 したがって, BがAからはなれるのは, ばねが自然の長さのときである。 kd mgsin a. R x mg 0 【Bに着目】 ばねが自然の長 も短いとき,Aは 向きの弾性力を受 自然の長さよりも き, 下向きの弾性 ける。

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

物理基礎の力のつり合いの問題です。基本例題8で、ボールに働く力についてで、いくつか質問があります。 ①Fはバネを右に引いた力と同じですか？ ②ボールを右に引く力が働いたら、その反作用でボールが左にバネを引く力がないのはなぜですか？ 作用反作用がいつ働くのかがいまいちわかって... 続きを読む

例題 解説動画 基本例題8 力のつりあい 基本問題 58,596465666768 軽い糸の一端を天井につけ、 他端に重さ 2.0Nの小球 をつなぐ。この小球に, ばね定数10N/m の軽いばねの 一端を取りつけ,他端を水平方向に静かに引いた。 糸が 鉛直方向と60°の角をなして小球が静止しているとき 力の ばねの自然の長さからの伸びは何mか。 C 2.0N 10N/m 60° 00000 指針 小球は、重力, ばねの弾性力, 糸の 張力を受けて静止しており,それらはつりあって いる。 ばねの弾性力をF[N], 糸の張力をT〔N〕 と すると, 小球が受ける力は図のように示される。 力を水平方向と鉛直方向に分解し, 各方向におけ る力のつりあいの式を立てる。 これからFを求め, フックの法則を利用してばねの伸びを求める。 水平方向:F- T=0 2 鉛直方向: T 2 --2.0=0…② | 解説 水平方向, 鉛直方向のそれぞれの力 のつりあいから, √3 T[N] √ T(N) 30° 720 [N] 式 ②から,T= 4.0Nとなり,これを式①に代入し てFを求めると, F=2.0√3N ばねの伸びを x[m] とすると, フックの法則 「F=kx」 から, F 2.0√3 x= 2.0×1.73 10 10 -=0.346m 0.5m Point F〔N〕 小球にはたらく3つの力がつりあって いるとき,水平方向と鉛直方向のそれぞれの成 分もつりあっている。 V2.0N 基本例題 9 ばねと作用・反作用 同じばね定数の2つの軽いばね A, B を用意する。 ばね Aの一端を壁に取りつけ, 他端におもりをつるして静止さ せる。一方, ばねBは,その両端にそ して静止 基本問題 71, 72,73 LA 0000000000 [知識] 57. 重さと質量 基本 地球上の重力加速度の大き 大きさを地球上の1であるとして、次の各 (1)地球上での重さが294Nの物体の質量に (1)の物体が月面上にあるとき,その質 (3)(1)の物体が月面上にあるとき,その重 [知識 58. 糸の張力 図のように, 質量 1.0kg のお て静止させた。 このとき, おもりが受ける ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 と [知識 59. ばねの弾性力 自然の長さ 0.200mの軽 さが 0.240mになった。 重力加速度の大きさ (1) ばねのばね定数を求めよ。 (2) ばねに質量 5.0kgの物体をつるすと, ヒント ばねの弾性力の大きさは, ばねの伸びに上 思考 60. ばねのつりあい 表は,軽いばねにさ おもりをつるし、ばねの自然の長さからの ものである。重力加速度の大きさを9.8m/s 各問に答えよ。 (1)自然の長さからのばねの伸びx[m]を 弾性力 F〔N〕を縦軸にとったグラフを描い (2)

物理基礎 2物体の運動について。 写真の問題の(3)は滑車には張力Sと2つの張力Tがはたらいているとありますが、なぜ2つの張力があるのか分かりません。作用・反作用だと思うのですが、感覚的には理解出来ません。 また、(4)解答の｢v=atより｣からの計算の途中式が省かれ... 続きを読む

注(1)と これは全体ひとまとめの運動 が,力fは求められない。 8/26 基本例題 16 2物体の運動 -77 解説動画 定滑車に糸をかけ,その両端に質量Mとmの物体A, B をつる す。Bは地上に,Aは高さんの所にある。 糸や滑車の質量を無視 し,M>m,重力加速度の大きさをg とする。 物体Aを静かには なして降下させるとき, 次の各量を求めよ。 (1)Aの加速度の大きさα (2)Aをつるしている糸1の張力の大きさT 糸 2 糸 1 M h B (3) 滑車をつるしている糸2の張力の大きさ S m (4)Aが地面に達するまでの時間 t と,そのときのAの速さ” 指針 A,Bは1本の糸でつながれているので,加速度の大きさαも糸の張力Tも等しい。各物 体ごとに,はたらく力の合力を求め、進行方向を正としてそれぞれ運動方程式を立てる。 解答 (1),(2) A,B にはたらく力は右図となるので,運動方程式は A: Ma=Mg-T B:ma=T-mg これより, α, Tを求めると a=. M-m M+m³ 2Mm -g T=- -g M+m (3)滑車には張力Sと2つの張力Tがはたらいて, つりあうので 4Mm S=2T= -g M+ma (4) Aが地面に達するまでに, Aはん進む。 h = 1/12a12 より=1 =1/24より v=at より v= 2h 2(M+m)h va = (M-m)g M-m 「2(M+m)h 2(M-m)gh M+m 9√(M-m)g = M+m TAT TA a Mg B mg →

物理の質問です。 （4）を運動量保存則で考えるのはなぜか教えてください。それの力学的エネルギー保存則との使い分け方も分かりません。お願いします

31* 質量2m〔kg〕の物体Aと質 量m[kg] の物体Bとがあり, Aにはばね定数 [N/m〕 の軽 いばねがつけられ,このばねを 2m V m 壁 A 000000000B 自然長より縮めた状態に保つため, BはAと糸で結ばれている。Aと Bは滑らかな水平床上を右方向へ速さu [m/s] で動いている。ある点 で糸が急に切れ, まもなくAは静止した。 一方, B はばねから離れて, 右方へ動き,壁と弾性衝突をして左へ戻り, A のばねに接触した。重力 加速度をg 〔m/s2〕 とする。 (1)糸が切れ, ばねから離れたときのBの速さはいくらか。

物理の質問です。 （4）を運動量保存則で考えるのはなぜか教えてください。それの力学的エネルギー保存則との使い分け方も分かりません。お願いします

31* 質量2m〔kg〕の物体Aと質 量m[kg] の物体Bとがあり, Aにはばね定数 [N/m〕 の軽 いばねがつけられ,このばねを 2m V m 壁 A 000000000B 自然長より縮めた状態に保つため, BはAと糸で結ばれている。Aと Bは滑らかな水平床上を右方向へ速さu [m/s] で動いている。ある点 で糸が急に切れ, まもなくAは静止した。 一方, B はばねから離れて, 右方へ動き,壁と弾性衝突をして左へ戻り, A のばねに接触した。重力 加速度をg 〔m/s2〕 とする。 (1)糸が切れ, ばねから離れたときのBの速さはいくらか。

(5)で、私は(4)のグラフから距離を微分して求めたのですが、答えには-がついていました。なぜ答えが違ってしまうのか教えてください😭😭

32 単振動 ばね定数んの軽いばねを滑 らかな水平面上に置き、右端 に質量mの小物体A を付け, 左端を固定する。 ばねの方向 にx軸をとり,ばねが自然長 のときのAの位置を x=0と する。そして,質量 3mの物 ・d Immmmmmm k 00A B20 XC d 体BをAに押しつけて, ばね を自然長からdだけ縮めた後 静かに放す。 -d d2 072 P 1800 m 3m 0 X 2to 3to (1) 動き始めてからしばらくの間は、AがBを押しながら運動する。 このときAがBを押す力の大きさNをAの位置 xの関数として表せ。 (2)AとBが離れるときのAの位置xおよび, 離れた後のBの速さ を求めよ。 (3) 動き始めてからAとBが離れるまでの時間 toはいくらか。 (4) Bを放したときを時刻 t = 0 として, Aの位置 xの時間変化を表 すグラフを上の図に描け。 toでのAの速度vを時刻tの関数としてm, k, d を用いて」 (≧切で 表せ。 の度 Level (1)~(3)(4)(5)★★( 10 Point & Hint Base mmmm (山口大+ 東京学芸大) ばね振り子 (1)作用・反作用と, xが負の値あるこanma 運動方程式を立 周期 T=2πk 振動中心 m

教えてください （1）反発係数0で衝突後、物体が止まらずに一体となって動くのはなぜですか？ 　また、衝突前と衝突後で力学的エネルギーが保存されないのはなぜですか？ （2）（II）解答の1行目のかっこの中に、弾性力による位置エネルギーが足されていないのはなぜですか？

解 例題 34 なめらかな水平面上に,質量 M の 板をつけたばね定数kの軽いばねが ある。質量mの小物体が速度vで板 に衝突した。 速度は左向きを正とする。 自然長 10000000 (1) 板と小物体の間の反発係数がe=0のとき (i) 衝突直後の速度 V を求めよ。 (ii) ばねの縮みの最大値 x を求めよ。 (2) 板と小物体の間の反発係数がe=1のとき M m (i) 衝突直後の小物体の速度 v1, 板の速度 V1 を求めよ。 (ii) 衝突による力学的エネルギーの減少量⊿E を求めよ。 なぜ 作用・反作用はたらいて 7 (1)(i) 衝突後, 板と小物体は一体となる。 運動量保存則より mv= = (m + M) Vo . Vo = - mv m+M カマネ保存しない? (ii) 力学的エネルギー保存則より (m+M)V=1/2/kx2 =1/2xxo = Voy m+M mv = kk(m+M) mv=mv+MV1 (2)(i) 1 = — V₁ – V₁ V この2式より 2mv V1= m+M ( 衝突直後) 自然長 V1 U1 V₁ = (m-M)v m+M (ii) AE = ½ mv²-{\mv²+MV?} ココが ポイント Mm いうないで これに,(2)i)の結果を代入して計算すると4E0 すなわち, 弾性衝突 (e=1) の場合には,運動エネルギーの和は減 少しない。 e=1の場合 :運動エネルギーの和は一定に保たれる。 0≦e<1の場合:運動エネルギーの和は減少する。

(3)の運動エネルギーの総和の問題で、なぜ2枚目のように解いてはいけないのですか。A,B,C,D全て同じ速さだと思うのですが...

必解 30. <あらい板上の物体の運動〉 物体 D (2m) 物体A(2m) 物体B(3m) 机 物体 C (m) 図のように, 水平な机の上に直方体の物体Aを置 その上に直方体の物体Bをのせる。 Bには物体 Cが, Aには物体Dが,それぞれ糸でつながれてお り,CとDは, 机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, Dの質量は,そ れぞれ, 2m〔kg〕, 3m[kg], m 〔kg〕, 2m [kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが, AとBとの間には摩擦力がはたらく。 初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき, 静かに手をはなして運動のようすを観測する。 運動は紙 面内に限られるものとし, また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。滑車はなめらかで軽く, 糸は軽くて伸び縮みせず、たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさをg 〔m/s'] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに,Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2)このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3)Dがん 〔m〕だけ落下したときの, A, B, C, D の運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで, Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の, AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5)Dがんだけ落下したときの, A, B, C,D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に,Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。ただし、このときのAとBの間 の動摩擦係数を1/3として、次の問いに答えよ。

この問題の解き方を教えてください

43 らかな定滑車に軽い綱を通し, その一端に軽いロープにつながれ た重さ 100 Nの板をつり下げる。重さ600Nの人がこの板に乗 り,綱の他端を引いた。 有効数字は考えなくてよい。 板の上にいる人の力のつりあい 図のように、軽くてなめ |綱 人 (600N) (1) 人が綱を引く力の大きさが200N のとき, 板は地面から離 れなかった。このとき, 人が板から受ける力の大きさはいくら か。 また, 板が地面から受ける力の大きさはいくらか。 板 (100N (2)人が綱を引く力を徐々に大きくしていったところ、引く力の 大きさがある値をこえると, 板は地面から離れた。 その値はいくらか。