ウに入る式のだし方が分かりません、教えていただけると嬉しいです🙇🏻‍♀️💦

実験から得られた, 速度センサーが置かれた位置 Q を通過したときの台車の 運動エネルギーKと, ものさしを押し込んだ距離dの値を用いて,本とものさ しとの間の動摩擦力の大きさについて考える。このとき,台車が位置 Qを通過 した後も斜面の傾きの角度は0°ではないことや, 台車の走行に関する摩擦が関 係すると考えられるが, 問5では台車の走行に関する摩擦は無視できるものとし、 図4のように二つのパターンにモデル化して考察する。 また, ものさしは軽く、 台車とものさしの衝突のときの力学的エネルギーの減少も無視でき、ものさしが 本から受ける摩擦力はそれぞれのパターンにおいて一定であるものとする。 台車 台車 速度センサーものさし 速度センサー ものさし 本 VINTI (a) (b) 図4 H に入れる式の組合せとして最も適当 問5 次の文章中の空欄 ウ なものを、次ページの①~⑥のうちから一つ選べ。 14 まず, 図4 (a) のように, 台車が位置 Qを通過した後の斜面の傾きを無視し、 位置 Qを通過した後は, 台車は水平に走行したものとみなす。 このとき、 この実験から得られる本とものさしとの間の動摩擦力の大きさをf とすると, f= ウである。

(4)なぜ力学的エネルギーは保存されるのですか？ 浮力は仕事をしないのですか？

の同期1 表せ。 189 液体中の物体の単振動 図のように, 断面積Sの円 柱状の物体を密度p の液体に入れたところ, 物体は液体中にん だけ沈んで静止した。 さらに物体を距離dだけ沈めてからはな したところ, 上下に振動を始めた。 ただし, 振動中、物体の上 面は常に液面から出ているものとし, 物体が液体から受ける力 は浮力のみと考え, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 物体の質量mを求めよ。 P 物体 S -186, 187 (2) 静止状態の物体の底の位置0を x=0 とし、 鉛直下向きに軸をとるものとして, 振動中の物体 (位置x) にはたらく力の合力Fをp, S, g, x で表せ。 (3)この振動の周期Tを求めよ。 (4) 物体の速さの最大値 vo を求めよ。

(2) 解説のマーカーのところで、なぜΔl-xなんですか？

第Ⅰ章 力学Ⅱ 発展例題20 振動する台上の物体の運動 発展問題 228 229 図のように、ばね定数んの軽いばねの下端を固定し,上端に質量Mの 水平な台Bを取りつけ,その上に質量の物体Aをのせた装置がある。 物体Aと台Bを,つりあいの位置を中心に鉛直方向に単振動をさせる。 このとき,物体Aが台Bからはなれることがないとすると,AとBは同 じ単振動をする。重力加速度の大きさを⑨として,次の各問に答えよ。 (1)装置全体がつりあいの状態にあるとき, 自然長からのばねの縮み 4はいくらか。 B A m M 台Bとともに単振動をしている, 物体Aの加速度? はいくらか。 鉛直上向きを正, Aのつりあいの位置からの変位をxとして, 加速度αをxの関数として表せ。 10 (3)台Bが物体Aを押す力を, Aのつりあいの位置からの変位xの関数として表せ。 (4)台Bが最高点に達したとき,台Bが物体Aを押す力がちょうど0になったとする。 このときの単振動の振幅ro を, M, m,k,g を用いて表せ。 (5)台Bをつりあいの位置から2だけ押し下げ, 静かにはなすと, 物体Aは,つり あいの位置からの変位がxのところで台Bからはなれた。 変位 x1, およびそのとき の物体Aの速さを, M, m, k, g を用いてそれぞれ表せ (京都産業大 改) (1) 装置全体について, 力のつり 指針 あいの式を立てる。 (3) Aが受ける力は,図の ように示される。 Aの運動 方程式を立てると, A B mg (2) A,Bが一体となって運動しているので, A とBを一体とみなして運動方程式を立てる。 (3)(4) Aにはたらく力を考え, Aについての運 動方程式から、カナを求める。 (4)では、(3)の 結果を利用する。 (5)AがBからはなれるのは, f=0のときであ る。また,単振動におけるエネルギー保存の法 則では,運動エネルギーと復元力による位置エ ネルギーの和は一定である。 復元力による位置 エネルギーは, つりあいの位置からの変位xを 用いて, kx2/2 と表される。 ma=f-mg f=m(g+a) =m\g- k M+m x (4) このとき,Aは振動の端に達しており (3) の式でx=ro のとき, f=0になったと考えら れる。 0=m\g-M+m k ro= M+m k g (5)AがBからはなれるのは, f=0になるとき である。 (4)の結果から, 変位 x1 は, 解説 (1) 装置全体 の力のつりあいから, A kДl A k4l-(M+m)g=0 B mg M+m Mg Al= g k (2) AとBを一体とみなす と, 変位xのときに受ける 力は,図のように示される。 一体とした運動方程式を立 k(Al-x) A ta B mg Mg てると, (M+m)a=k(Al-x)-(M+m)g k4l-(M+m)g=0 を用いて, α = - k M+m 20 x₁ === M+m k 'g はなれたときのA,Bの速さをひとする。 Bを √2 だけ押し下げてはなした直後と AとB がはなれるときとでは,AとBの単振動のエネ ルギーの和は保存される。 単振動におけるエネ ルギー保存の法則を用いると, 1/12k(√2r2=1/2/kx2+1/2/(M+m)o2 xとに値を代入して, vを求めると, M+m v= g k

高校物理の問題です。 （4）の問題で、私は熱力学第一法則を用いて求めようとしましたが答えが合わなくて困っています。 どこが正しくないのか指摘をお願いいたします。

42 1* なめらかに動く質量 M 〔kg〕のピストン を備えた断面積S 〔m〕の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて,ヒーターに 電流を流すことにより, 容器内の気体を加 熱することができる。 ヒーターの体積,熱 容量は小さく,無視できる。 容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がn [mol] 入っている。 気体定数をR [J/mol・K〕, 大気圧を Po〔N/m²〕, 重力加 速度をg 〔m/s2〕とする。 ピストン HP 図1 図2 (1) 最初, ヒーターに電流を流さない状態では,図1のように, ピスト ンの下面は容器の底から距離 [m] の位置にあった。 このときの気体 の温度はどれだけか。 (2)次に,ヒーターで加熱したら,ピストンは最初の位置より 12/27 上昇 した。 気体の温度は(1)の何倍になっているか。 また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (1)の状態で,容器の上下を反対にして鉛直にし、気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら、 図2のように, ピストンの上面は容器の底か 41の位置で静止した。ピストンの質量 M を他の量で表せ。 (4)この状態で,ヒーターにより, (2) におけるジュール熱の1だけの 熱を加えたら、ピストンの上面は容器の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 0168-A (名城大)

青い線の移り変わりが出来ないのですがどなたか解説お願いします🙇‍♂️

チェック問題3 水圧と浮力 標準6分 右図のように, 底面積 Sで高さんの箱 h が、密度Pの水中にその下側 1/3 の高さだ け水に入った状態で浮かんでいる。 S h 箱 P* 3 (1)この箱の質量mをP*, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量M, 体積 V のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離 x を M, V, P*, S で表せ。 ただし, 箱はすべて沈んでしまわないものとする。 水・ 解説 (1) 箱に着目して力を書き込む。 図 aでアルキメデスの原理より, 箱は水を体 h it-JJP 11-Sg 積 Sだけ押しのけているので, 浮力の大 h 13 きさは、PgSxgとなる。 重力と浮力の 力のつり合いの式より, mg h mg=PxgSg… ①m=/1/23 PhS... 1 a (2) 箱とおもり全体に着目して力を書き込む。 図 bでアルキメデスの原理より、箱とおも * P * ( 1/1 + x) Sg りを合わせて体積 +x S + Vだけ水を (1/3 x)s- mg +x 3 Px ( 1 +x) S+V}g となる。 押しのけているので, 浮力の合計は, h 浮力 PV Mg 箱とおもり全体に着目した力のつり合いの 図 b 全体に着目しているので, 糸の張力は考えなくてよい 式より, h mg+Mg=P* +x)S+V\g よって, x= M V PSS (①式を代入した)・・・・・・簪 50 物理基礎の力学

青い所で物理では分数はダメなのでしょうか？解説お願いします🙇‍♂️

チェック問題1 等加速度運動の「3点セット」 第5分 次の等加速度運動の 「3点セット」 初期位置 x, 初速度 Vo, 加速度αを表にせよ。 さらに, 時刻 t での速度vと座標を, tを使って表せ。 (1) (2) t=0s 4m/s2 3m/s t=0s 10m/s t=2s 4m/s 軸 軸 x〔m〕 x(m) 2m 0m Step 3 初期位置 Xo 0m 初速度 ひ 10m/s 加速度 α -3m/s2 [公式] より v=10+(-3)t=10-3 t...... 答 [公式]より 2 1 x=0+10t+m×(-3)t2 =10t-1.5t2...... 答 は座標だよ! 移動距離じゃな いからね。 解 説 (1) 《等加速度運動の解法〉 (p.21)で解く。 Step 1 軸はすでに立っている。 (2) Step 2 与えられた図より, 「3点セット」 の表は, 初期位置 Co 2m 初速度 ひ 3m/s 加速度α 4m/s2 Step 3 [公式] (p.17) より, v=3+4t・・・・・・答 [公式] (p.18) より x=2+3t+1/2 x4t2 =2+3t+2t2. 箸 は座標だよ! 移動距離じゃな いからね。 さあ、次の問題で等加速度運動の総まとめをしよう。 Step 1 軸はすでに立っている。 Step2 加速度だけ不明なので, 求める必要がある。 加速度αとは, 1秒あたりの速度の変化なので. (4-10) m/s変化 a= 2秒間で -=-3m/s2 つまり,αは負で減速運動となっている。 以上より, 「3点セット」の表は, いつも座標を意識 している人は物理 が得意になれるよ 22 物理基礎の力学 第2章 等加速度運動 23

重力の位置エネルギーの基準を各物体ごとに定めてよい理由ってなんですか？

（2） 投げた時に初速度があるのに自由落下として考えていいのはなぜですか？ 壁に衝突前後で鉛直方向の速さが変化しないというのはわかるのですが、それでも投げた時に初速度があるから鉛直投げ下ろしで考えないといけないんじゃないんですか？ 解説をお願いします🙇‍♀️

第1章力学 問題 24 固定面との衝突 図のように,質量m 〔kg) の小球を水平な床の鉛直 上方h 〔m〕の位置から, ([m) 離れたなめらかで鉛直な 壁に向かって、壁に垂直な水平方向に初速度v 〔m/s) で投げたところ, 小球は壁に当たってはね返り, 床に 落下した。 小球と壁との間の反発係数(はね返り係数) をeとし,重力加速度の大きさをg〔m/s2) とする。 (I) 小球を投げてから壁に当たるまでの時間はいくら か。 小球を投げてから落下点に到達するまでの時間は いくらか。 (3) 壁から落下点までの水平距離はいくらか。 物理 衝突によって鉛直方向 (壁に平行な方向) の速度成分は変化しないので 鉛 直方向では壁に当たる前と後に分ける必要はない。 求める時間をた〔s〕とす ると,距離〔m〕の自由落下と考えて、 1 h = 29t22 よって,t= 2h -[s] g [s]である。この (3) 壁に当たってから落下点に到達するまでの時間は 間 水平方向には右向きに速度 ev [m/s] の等速度運動をするので、 求める 水平距離 x[m] は, 2h x=ev(tz-t) = ev [[m] wg v (4) 小球が壁から受けた力積は, 垂直抗力によるものである。 (4) 小球が壁から受けた力積の大きさはいくらか。 Pointe <愛知工業大 〉 物体が受けた力積の求め方には,次の2つがある。 (i) (物体が受けた力) × (力を受けた時間) (解説) (I) 小球を投げてから壁に当たるまでの間, 水平方向には左向 きに速度v [m/s] の等速度運動をするので,求める時間を 物体が受けた力積 t] 〔s] とすると, 01 = vt₁ よって, =- (s) ひ (2) 壁に衝突することで, 速度がどのように変化するか を考えよう。 壁はなめらかなので, 壁と接触している 間に壁から受ける力は、垂直抗力のみである。 そのた め,壁に平行な方向の速度成分 (右図のvy) は変化せず, 壁に垂直な方向の速度成分 (右図のvx) は変化する。 反 発係数をeとすると,次のようにまとめられる。 vx なめらかな壁 Vy → 垂直抗力 evx (ii) 受けた力の方向の物体の運動量変化 この問題では、壁と接触している時間がわからないので, (i)では求められ ない。 (ii) 運動量変化で求めよう。 水平右向きを正として、水平方向の運動量 ま 変化より 内系材(小球が壁から受けた力積)= m.ev-m(-v) 運動量変化 =(1+e)mv〔N・s〕 注 反発係数eの値の範囲は0≦e≦1であり, e=1の衝突を弾性衝突(または完全 弾性衝突), 0e<1の衝突を非弾性衝突, e=0の衝突を完全非弾性衝突という。 toder Vy Point なめらかな壁に反発係数eの衝突をするとき, ・壁に平行な方向 壁に垂直な方向 52 52 速度成分は変化しない。 ・速度成分は向きが逆に,大きさが倍になる。 (1) (8) (2) 2 (s) 2h 12h (3) ev Ng [[m] ひ g (4)(1+e)mv〔N's〕 5. 力積と運動量

⑶ 時間を求めるために、周期を使うことなんて思いつきません。答えを見ても、イマイチ理解できてないです。 他に解き方ってないんですか？💦

必解 52. 2本のばねによる単振動〉 A B mmm mmm 0 図のように, なめらかな水平面上に質量mの物体Pが同 じばね定数をもった2つのばね A, B とばねが自然の長さ にある状態でつながっている。 水平面上右向きにx軸をとり, このときの物体Pの位置をx座標の原点とする。 物体PをばねAのほうへ原点Oよりαだ けずらしてからはなす。 このとき物体Pは単振動する。 単振動は等速円運動のx軸上への正 射影の運動であるといえる。 時刻 t=0 において, 物体Pはちょうどx座標の原点Oを正の 向きに向かって通過した。 ばねの質量はないものとして. 次の問いに答えよ。 (1) 時刻 t における物体Pの位置xおよび速度vを,等速円運動の角速度 を用いて表せ。 (2)時刻 t において物体Pが位置xにあるときの加速度αを, wとxを用いて表せ。また,2 つのばねAとBから受ける力Fを, kとx を用いて表せ。 (3) 物体Pがx=α に達してから, 初めて原点0を通過するまでの時間 to と, 初めて x=123 を通過するまでの時間を,kmを用いて表せ。 (4) 物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置, およびばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。 ただし, ω やTを用いないこと (5) 物体Pが単振動しているときの速度と位置xの関係を求め, vを縦軸に, xを横軸にと ってグラフに示せ。 このとき座標軸との交点を, a, kおよびm を用いて表せ。 また, 物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。 [ 香川大改〕

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