力学の問題です。三次元座標に入ってから意味がわからなくてこの問題も正解がわかりません。答えも配られないので誰かわかる方解説お願いします🙇

問題 3次元中の振り子の運動を考える (図1). ひもの端点を原点Oに固定し, 他端におもりを 取り付ける. 図2のように動径r と偏角を用いた3次元極座標系を導入すると, 直交座標 (x,y,z)はそれぞれ, 極座標 (r,,) をもちいて x=rsincos y=rsin sin o, z=rcose で与えられる.このとき, 加速度ベクトルは極座標系において 〒= (i-ru2-ro2 sin'yer + (ri + 2ry - rj2 sincosy) e + (rΦsiny + 2rΦsiny+2rupcosy) e (1) (2) で与えられる. おもりの質量をm, ひもの長さを1, 重力加速度をg, ひもの張力をSとする. 運動中, ひもがたわむことはなかった. 以下の問いに答えよ. 1. おもりは重力とひもの張力を受けて運動する. おもりが満たす運動方程式を3次元極座 標で書け. 2.A = sin2 なる量を考える. この運動においてAが保存する (つまり時間変化しない) ことを運動方程式の成分から示せ. 導出の過程も記すこと. 図1 X 0=Q X OP=r P ・P P 図2

この画像の問題ですが、(1)が3mg、(2)が3ma=T2-3ma、(3)が6m分のF－gになります。 どうしてこうなるのですか？具体的に教えてほしいです！

13 質量m[kg] の小球 A, 質量 2m [kg] の小球 B, 質量 3m[kg] の小 球Cがある。 図のように, 小球 Aと小球Bを伸縮性のない軽い糸 1でつなぎ、さらに小球Bと小球Cも伸縮性のない軽い糸2でつな ぎ, 小球Aを鉛直上向きに大きさ F [N] の力で引き上げた。 小球 A, 小球Bおよび小球Cの加速度の大きさを a [m/s2], 糸1が小球B を引く力(張力)の大きさを T1 〔N〕, 糸2が小球Cを引く力 (張力) の 大きさを T2[N],重力加速度の大きさを g [m/s2] として次の問い 答え (1) 小球Cにはたらく重力の大きさを求めよ。 F A m 糸 1 B 2m 糸2 (2) 鉛直上向きを正の向きとして,小球Cの運動方程式を,a,g, m, T2 を用いて表せ。 C 3m (3) a を,F,g, mを用いて表せ。 -9- KOKUYO

かっこ５です！図合ってますか？？ 右向きに台は動くのにNsinθ➖になるのはなぜですか？🤔

ムズい!! 7/10 Bやろう!! Magcos mysin may cose sino > > ② 図1のように、傾斜角0の粗い斜面をもつ質量M [kg] の斜面台が水平面上にある。 こ の斜面の上に質量m[kg] の小物体を静かに置いたところ, 小物体は斜面を滑り始めた。 重力加速度をg [m/s], 小物体と斜面の間の静止摩擦係数をμ、動摩擦係数をμ' (μ'μ) とし、空気を無視 すべらない? だったイコー 小物体 Tuzta ちょうギリギリ!! (地下の(1)~(5)に答えよ。両方動くパターン N TECHN 加速度α 斜面台 LM 図 1 水平面 加速度β 斜面台を水平面に固定した場合を考える。 (1) では、文章中の枠内に適切な式を 水平面 図2 入れよ。 (1) 小物体が斜面から受ける垂直抗力の大きさ N[N] は 大摩擦力の大きさはあるが 係は uctano アなので,最木静 である小物体は斜面を滑り始めるから 0との関 である。 斜面に沿った小物体の加速度の大きさは maing sind – I 刃である。単位忘れ (sin - (50) [1/5]] TPU 斜面台の底面と水平面の間の摩擦が無視できて、斜面が水平面上で自由に動ける 物体も斜面も両方動く!! 場合を、観測者の位置に注意して考える。 小物体が斜面を滑り始めると同時に、斜面台も小物体から力を受け, 水平面上を右 向きに加速度運動を始める。 小物体が斜面から受ける垂直抗力の大きさをN[N], 斜 面上の観測者から見た小物体の斜面に沿った下向きの加速度を [m/s] とする。 また、 水平面上の観測者から見た斜面台の水平面に沿った右向きの加速度をβ [m/s] とする。 か 小物体が斜面上を滑るとき、斜面上の観測者から見ると、小物体には、①慣 性力,②重力,③動摩擦力および ④ 垂直抗力が働く。 ① ② ③の力の向きを表 す矢印とともに,その大きさを表す式を、垂直抗力Nの例にならい図2の中に記 入せよ。 (3) 斜面上の観測者から見て, 小物体に働く力の斜面に垂直な成分についての り合いの式を書け。 (4) 斜面上の観測者から見て、斜面に沿った小物体の運動について運動方程式を 立てよ。 (5) 水平面上の観測者から見て、水平面に沿った斜面台の運動について運動方程 式を立てよ。

助けてください、どうしてもス、セがわかりません。 解き方教えてください。

(5) 水平でなめらかな机の上に質量m[kg] の小物体Aを置き、 Aにばね定数 k [N/m]のばねの一端をつけて、 他端を壁に固定した。Aにかるい糸をつけ机の端の滑車に通して他端にAと同じ質量m[kg] のおもりBをつる したところ、バネが自然長からx。 [m]伸びて静止した。 次に、 おもりBを少し下に引いてはなしたところ、 小物体 AとおもりBは単振動した。 バネの伸びがx [m] からさらにx [m] 変位しているときの糸の張力をT [N]、 小物体 A, おもりBにかかる加速度をa [m/s]とすると、小物体Aについての運動方程式は( サ)となり、おもり Bについての運動方程式は( ジ と書ける。 これより、加速度 a = ( [m/s2となり、 また、こ の単振動の振動数は ( セ [s''] となる。 ス (6) なめらかな水平面とそれに続く角度9のなめらかな斜面がある。 質量 [kg]の小球が初速度vo [m/s]で斜面 R SZT

ローレンツ力の分野です。（3）の解説の説明の交流電圧の角周波数が円運動の角速度と等しくなっていれば〰︎とあるのですがなぜそうなるのかわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

【3】 正の電気をもつ質量の荷電粒子を加速する ことを考える。いま、半径 R,厚さの中空で半円 形の電極 AとBを図のように距離だけ離し、平面 上に置いた。ただし、厚さと距離はいずれも半 径Rより十分小さいものとする。2つの電極には図 の真上から見た図に対して紙面を裏から表に貫く方 向に磁束密度の大きさ B の一様な磁場がかかって いる。2つの電極ではさまれた領域 (Cとする) には 磁場はないものとする。電極AとBの間には交流 電圧V(f)=Vcos.ℓ,f が加わっており,t=0のと 真上から見た図) C A B P Be Bo /装置の\ 断面 CB 8E き、電極Aが高電位とする。 また領域Cの電場は一様とみなせるとしよう。 ABU Q FK この装置によって荷電粒子が加速されるようすは次のとおりである。 時刻 f=0 に電極 Aの右端の点Pに荷電粒子を置くと電圧V によって加速され、 電極 B に入る。荷電粒 子が2つの電極間の距離を移動する時間は十分短く、その間電圧は一定とみなせるもの とする。電極 Bに入った荷電粒子はローレンツ力を受けて円運動を行い,領域Cに達す るが、電極内の移動時間は領域を通過する時間に比べて十分長い。したがって、この 間に交流電圧の位相が180°変化していれば荷電粒子は再び電圧V によって加速され、 電 極Aに入って円運動を行い、領域Cに達する。 このように電極 A, B内で円運動した荷 電粒子は領域Cを通過するたびに加速をくり返す。以上を考慮して次の問いに答えよ。 (1) 時刻 f=0 電極 A の右端の点P に置かれた初速度の荷電粒子が電極 B に入ると きの速度を求めよ。 (2) 電極 Bに入った荷電粒子が行う円運動と円運動の向き(時計回り、反時計 回り)を答えよ。 (3)(2)の荷電粒子が電極 B内を通過する時間および領域Cに到達した荷電粒子を再 Vで加速するために必要な交流電圧の角周波数」をそれぞれ求めよ。 (4)(3)の荷電粒子が領域Cを通過して電極Aに入るときの速度 #27 電極 A内での円運 動の半径 および電極A内を通過する時間をそれぞれ で表せ。 (5)ここまでの考察により, 荷電粒子は領域Cを通過するたびに電圧Vでどんどん加速 されるが,加速に伴って電極 A, B内での円運動の半径がどんどん増大してしまい 荷電粒子が到達できる速度の上限が電極の大きさに依存してしまう。そこで,荷電粒子 の円運動の半径を保ったまま加速するには磁束密度の大きさと交流電圧の位相をどのよ うに制御すればよいか、答えよ。

この問題がわからないため、解説と解答をよろしくお願いします！！！

4. 平面上の質量 m の質点が原点からの変位に比例する復元力Ē= (-kx,-ky)を受けて原 点のまわりを運動している。 以下の問に答えよ。 (1) 質点の運動方程式を成分ごとに表示せよ。(運動方程式の成分と成分を記す) 1 (2)この力は、ポテンシャル U (x,y)=1/2k(x2+2)を持つ保存力である。保存力とポテンシャ ルの間に成り立つ関係式を確認せよ。 1 (3)このとき、全エネルギー: /mo2+U(x,y) は時間によらない。これを第10回演習問題 5. の (3) にならい示せ。ここで、は+cである。

高校物理力学です。なぜBにFは働いていないのですか？Bに直接Fが接していないからですか？

4-2 運動方程式の立てかた 115 質量 m F A 3 BINDING PLA-CLIP ref: 3255-464 4th 〈問4-2 滑らかな床の上に、質量が無視できる糸でつながれた質量mの物体Aと質量3 の物体Bがあり、右ページ上図のように, 物体Aを力Fで引っ張っている。物体A Bの加速度をα 糸の張力をTとして、 以下の問いに答えよ。 ただし、右向きを ステ 正とする。 41 物体Aに関する運動方程式を立てよ。 2) 物体Bに関する運動方程式を立てよ。 3)αをFとm で表せ。 2物体の運動を扱う問題です。 まずは着目する物体をAとして, 運動方程式を立て、 その後、 着目する物体をBに変えましょう。 解きかた (1) まず、物体Aにはたらく力を図示しましょう。 問4-2 a 質量 3m B 物体Aにはたらくカ 物体の加 物体Aにはたらく力は、重力,垂直抗力, F,張力Tですね。 運動方向の力は,力Fと張力Tですから, 右向きを正とするとき 物体Aの運動方程式: F-T = ma・・・ 注目する物体が 受ける力」のみで判断 正 T F (2) 物体Bにはたらく力は、重力、垂直抗力, 張力Tですから,同様に考えて 物体Bの運動方程式: T=3ma・・・ 答 NAmg ここで注目すべきは,物体Bの運動方程式には,力Fが出てきていないことです。 物体Aが力Fで引っ張られているからといって, 物体Bも力Fで引っ張られてい るわけではなく、物体Bはあくまで張力Tで引っ張られているのです。 「物体Bも力Fで引っ張られてそうだな」という思い込みは禁物です。 着目した物体にはたらく力を1つ1つ図示し, それをもとに運動方程式を立てる, これを徹底してくださいね。 人 にする 同 <解きかた (3) 立てた運動方程式を見ると, αをFとで表すには、Tを消す必要があり ます。 そこで、2つの運動方程式をそれぞれ足し合わせると 物体B にはたらく 正 NB T F=4ma F これより a= 4m では,もう一問やってみましょう。 この問題で、 着目する物体を決める重要性がわかったのではないでしょうか。 D = 1-7 3mg 物体Bに力がはたらいていると 思った人は要注意じゃ はたらく力を図示するステップを踏めば、 間違いは減るぞい W!! Aは糸からも 引っ張られておるぞ 4 物体Bには Fははたらいて いないんだね

教えてください💦

教科書 No.2 物理基礎 PP.34 ~ 73 答えはすべて解答欄に書きなさい。 [1] 次の問いに答えなさい。 (1)力の3要素のうち,カの大きさ, 力の向き以外のあと1つは何か。 (P.35参照) (2) ばねを伸ばしたときの弾性力の大きさは、自然長からの伸びに比例するという法則を何の法則と呼ぶ か。 (P.41 参照) (3) 物体が,現在の運動状態を維持し続ける性質を何というか。 (P.42 参照) (4) 物体の質量がm,生じる加速度がα, はたらく力がFのとき,運動方程式は文字式でどのように表さ れるか。 (P.48 参照) (5)地球上で質量 50kg の人にはたらく重力の大きさは何 N か。 ただし、重力加速度の大きさは 9.8 m/s2である。 (P.49 参照) (6)自然長 0.10m のばねを,大きさ 2.0Nの力で引くと0.12mになった。このばねのばね定数はいくら か。 (P.41 参照) (7) 質量 1.0kg の台車に,次の図のように力を加えた。このときに生じる加速度の大きさを求めなさい。 8.0 N (P.48 参照) 2.0N [2] 力について,次の問いに答えなさい。 (1)次の①~④の力の名称として最も適切なものを,あとの語群から 1 つずつ選び、記号で答えなさい。 (P.35 参照 ) NO ④ [群] A. 弾性力 E. 張力 B. 浮力 F. C. 摩擦力 D. 空気の抵抗力 G. 垂直抗力 H. 静電気力 No.2-1

（4）がわかりません、なんで運動方程式がF-Nsinθなんですか？Nsinθは小物体にかかる重力の水平方向の力であって、力Fと同じ方向なのに、なんでマイナスになるんですか？(；；)

8 図のように、なめらかで水平な床の上に 傾斜角の質量 M の三角台があり,そのなめらか な斜面上に質量mの小物体をのせ、床面にそって 三角台を一定の力で押した。 すると, 三角台は 等加速度直線運動をし, 小物体は三角台の斜面に 対して静止していた。 ただし, 重力加速の大きさ をgとし,空気抵抗はないものとする。 小物体 m M DF 8 三角台 水平な床

運動量方程式立てるときは4パターンの状況が考えられませんか？

45 物体AとBがあり,質量はそれぞ れmと3mである。 なめらかで水平 な床の上で,一端を壁にとめた軽いば ねの他端にAをつなぎ、離れないよ うにする。 次に, BをAに接触させ て, ばねを自然長 より x だけ押し 縮め、静かに手を離した。 ばね定数を んとする。 1000000000 Xo Xo 202 xo Ax lo- A B Xo tic I I T 3 2T T || T 22 (1) 手を離したあと、 はじめAとBとはいっしょに運動する。 J (ア) ばねの長さが1のときの, 運動方程式をA, B それぞれについて 記せ。 ただし, 加速度をαとし, AがBを押す力をN とする。 (イ)N をl, lo, kを用いて表し, BがAから離れるときのを求め