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理科 中学生

⑵の解き方がわからないので教えていただきたいです。よろしくお願いします。

理7 【4】 振り子の動きやエネルギーについて調べるために、次の実験を行った。 (1)~(6) の問いに答えなさい。 ただし,糸の重さや空気の抵抗は無視できるものとし、糸は伸び縮みしないものとする。 [ 糸でつるした小球の運動について調べた。 ① [図1] のように,300gの小球に 糸をつけて天井からつるし, 小球を 糸がたるまないようにして点Aまで 持ち上げ静止させた。 2 [図2] のように, 小球から静か に手をはなして運動を観察したとこ ろ、小球は最下点Bを通過した後, 点Cを通過し,点Aと同じ高さの点 Dまで上がった。 [図1] 天井 小球 糸 [図2] 小球 A 天井 (3) 小球が [図2] の点Dに達した瞬間に糸を切ると, 小球はどの向き に運動するか。 小球が運動する向きとして最も適当なものを, [図3] のア〜エから1つ選び, 記号を書きなさい。 糸 (1) 点Aで手をはなした直後の小球にはたらく重力を, 力の矢印で解答欄の図に作図しなさい。 ただし, 100gの物体にはたらく重力を1Nとし, 方眼紙の1目盛りは1Nとする。 A. (2) [2] で,点Aでの位置エネルギーは点Cでの位置エネルギーの3倍であった。 小球が点Bを通過す るときの運動エネルギーは点Cを通過するときの運動エネルギーの何倍か, 求めなさい。 ただし、小球が 点Bにあるときの位置エネルギーの大きさを0とする。 B [図3] 糸 小球 ⅡI 糸の長さや小球の質量を変えたときのエネルギーについて,次の実験を行った。 ③3 [図4] のように,小球に糸をつけ, 糸の一端をスタンドの点に結び, 振り子を作成した。 4④ 糸の長さが25cm で, 小球の 質量が100g,200gの振り子が [図4] スタンド [図5] 点〇 (5) 次の文は, わせとして (a 子の1往復 ルギーは a b C 正答 【1】 (1) (2)

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物理 高校生

(4)のマーカーの部分が分かりません💦 糸がたるまない=遠心力が重力と張力の合力以上になる という考え方は間違っているのでしょうか??

図(a)に示すように、天井に取付たれた支点 0及び支点 0′から,質量mのおもりが軽い糸 5 で吊り下げられ, 床から高さ の位置Aで静 止している。 2本の糸のなす 角∠OAO'は90°である。 支点0とおもりを結 糸の長さは3ヶであり, 床から2つの支点まで の高さは4rである。 糸の質量, 伸び, 空気抵 抗は無視できるものとし, おもりは1つの鉛直 面内で運動するものとする。 支点の直下で床 から2mの高さの点Pには太さを無視できるくぎ が鉛直面に垂直に固定されている。 重力加速度 の大きさをgとする。 (1) 糸OAに生じている張力の大きさを求めよ。 (2) おもりの最下点Bを通過するときの速さ を求めよ。 (3) おもりの最下点Bを通過した後、「点Pを支点 として運動する。 通過直前の糸の張力の大 きさを T1, 通過直後の糸の張力の大きさ T2 を T2 とする。 その両者の比 の値を求 めよ。 おもりを糸O'Aから静かに切り離したところ, 図 1 (b)に示すようにおもりは点Oを支 点とする運動を始めた。 再び, おもりを位置Aに戻し, 初速度を与え たところ, おもりは図1(c)に示すように, 糸がたるまずに点P点の真上の点C (OC=CP =r) に到達した。 到達すると同時におもりを 糸から切り離したところ, おもりは床に落下し た。 ただし、初速度はおもりの描く軌跡に対して 接線方向に与えるものとする。 m (4) 糸がたるまずにおもりが点Cを通過するた めに必要な初速度の大きさの最小値v を 求めよ。 m 3r 図1(a) m D 3. 図1 (b) 3r KL 図1 (c) PB ----- B ぎK-2 O (5) 位置Aでおもりに 【問1】 (4)で求めたv を初速度の大きさとして与えた場合の点Cか ら落下地点D点までの水平距離Lを, m, g,の中から必要なものを用いて表わ せ。

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