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物理 高校生

(2)についてです なぜ(1)でつくった式の➀か②を代入したら及ぼし合う力の大きさが求められるのかわかりません どなたか教えていただけると幸いです  よろしくお願いします

第Ⅰ章 運動とエネルギー 基本例題11 接触した2物体の運動 基本問題 ma 3kg 2kg B 水平でなめらかな机の上に, 質量がそれぞれ2.0kg, 3.0kgの物体A, B を接触させて置く。 A を右向きに 20N の力で押し続けるとき, 次の各問に答えよ。 (1) A, B の加速度の大きさはいくらか。 (2) A, B の間でおよぼしあう力の大きさはいくらか。 ■指針 2つの物体が接触しながら運動して いるとき, 作用・反作用の法則から、2つの物体 は,大きさが等しく逆向きの力をおよぼしあって いる。 A, B が受ける力を図示し, それぞれにつ いて運動方程式を立て、 連立させて求める。 ■解説 (1) AとBがおよぼしあう力の大 きさをF〔N〕 とすると, 各物体が受ける運動方 f 20N 向の力は、図のようになる。 運動する向きを正 とし, A, B の加速度をα 〔m/s2] とすると, そ れぞれの運動方程式は, A: 2.0×α=20-F ... ① B:3.0 xa=F ... ② 式①,② から, a=4.0m/s2 (2) (1)の結果を式 ② に代入すると, 3.0×4.0 =F F=12N m B Point F[N] [F[N] [a [m/s2] A 20N A,Bをまとめて1つの物体とみなすと, 運動方程式は, (2.0+3.0)a=20となり, αが 求められる。 しかし, F を求めるためには,物 体ごとに運動方程式を立てる必要がある。 P= 基本例題12 連結された物体の運動 ◆基本問題 88, 92

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理科 中学生

中学1年生の、力と重力の問題です。 大問6②のbなのですが、どうしてエになるんですか? それと、よろしければこのような問題を解くときの観点を教えていただきたいです。

力の大きさの関係として最も適切なものを、次の 重力の大きさ ア~ウの中から1つ選び, 記号で答えなさい。 ア おもりAにはたらく重力の方が大きい。 0 同じ大きさである。 ウ糸がおもりAを引く力の方が大きい。 ② 図15は,図14のように, おもりAを持ち上げて静止 させたときの模式図である。 図15の矢印は, 手, 糸, おもりAにはたらく力をそれぞれ表したものである。 図15の糸がおもりAを引く力と作用・反作用の関 係にある力を, 図15のア~エの矢印の中から1つ選 び, 記号で答えなさい。 おもり 図15 ア(手が糸を 引く力) 糸 イ(糸が手を 引く力 b 図15の糸がおもりAを引く力とつり合いの関係に ある力を, 図15のア~エの矢印の中から1つ選び、 記号で答えなさい。 糸がおもりAを 引く力 ―ウ(おもりAが 糸を引く力) エ おもりAに はたらく重力 おもりA 図16は、固定した板につけた糸aの一方をおも りBにつなげ、おもりBにつなげた糸bの一方を 斜め上に引いて, おもりBを静止させたときの模 式図である。 図16の矢印() は, 糸 a がおも 図16 一固定した板

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理科 中学生

問2 力 (2)(b)答え:40kg ・(3)答え:350N.・(4)答え:ア ですが、解説がなくどうしてこの答えになるかわかりません。解説よろしくお願いします;;

問2 次にAさんとBさんは図3のような装置を使って自分の体を浮かせるための条件 を調べる実験を行った。 この装置には、軽くてなめらかな定滑車に軽い網を通し、そ の一端に軽いロープにつながれた重さ10kgの板をつり下げている。 また.この板は床 に置いた大きなはかりの上に載っている。 体重60kgのAさんがこの板に乗り、 綱の他 端を引いて自分の体を板ごと浮かそうと実験している。 次の(1)~(4)に答えなさい。 図3 Aさん 板 はかり (1) Aさんが網から手を放しているときはかりにはAさんの体重と板を合わせた重さが加わる。 このとき, はかりは何kgの値になっているか。 (2) Aさんは綱を15kg相当の力で引いているとき, 板は地面から離れなかった。 このときの様子を見ていたB さんがAさんと板には次の①~⑦の力がはたらいていると考えた。次の (a)~(c) に答えなさい。 ① Aさんにはたらく重力 ② Aさんが綱から受ける力 ③ Aさんが板から受ける垂直抗力 ④ 板にはたらく重力 (5 板がAさんから受ける垂直抗力 6 板がはかりから受ける垂直抗力 ⑦ 板がロープから受ける力 (a) Aさんが板から受ける垂直抗力は何Nの力か。 ○(b)はかりは何kgの値になっているか (c) 作用・反作用の関係にある力の組み合わせとして適当なものを ①〜⑦から選び, 記号で答えなさい。 (3) Aさんが綱を引く力を徐々に大きくしていくと,やがてAさんは板ごとはかりから浮き上がった。こうな るためには何Nの力で引けばよいか。 (4)Aさんは自分一人を浮かせることに成功したため, Aさんは板に乗ったままBさん (48kg), Cさん (56kg), Dさん (62kg) を一人ずつ乗せて,同じようにAさんが綱を引いて乗せた人と共に板ごと浮き上がることが できるかを確かめた。 答えとして適当な選択肢を次のア~エから1つ選び, 記号で答えなさい。 ア Aさんと一緒にBさんが乗ったときだけ浮き上がった。 イ Aさんと一緒にBさんもしくはCさんが乗ったときに浮き上がり, Dさんのときは浮き上がらなかった。 ウ Aさんと一緒に3人の誰が乗っても浮き上がった。 エ Aさんと一緒に3人の誰が乗っても浮き上がらなかった。

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物理 高校生

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。

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物理 高校生

(2) 解答の青線の式を図示したらこのようになりますか? 摩擦力のところは作用・反作用という解釈で合ってますか? 間違っていたら解説をお願いします🙇‍♀️

物理 (75分) 注意 解答はすべて解答用紙の指定された解答欄に記入すること。 解答用紙の余白は計算に使用してもよいが,採点の対象とはしない。 すべての問題について、 必要な場合は重力加速度の大きさをg,円周率を とする。 [I] 図1に示すように滑らかな床面に質量Mの台があり,この台に水平方向右向 きに力を作用させる。 台上には大きさの無視できる質量mの小物体Aが置かれ 小物体Aに対して力の作用方向に距離Lだけ離れて大きさの無視できる質量m の小物体Bが置かれている。 この状態を初期状態とする。 台は十分に長く, 小 物体AおよびBが台から落下することはないものとする。 以下の問いに答えよ。 力は まず台と小物体AおよびBとの間に摩擦がない場合について考える。 ■2-2のように、レー (1)台に力F を加えたときの台の加速度の大きさを求めよ。 になっ つぎに、と小物体Aとの間に摩擦がある場合について考える。このとき台 と小物体Bとの間に摩擦はない。 初期状態から台に力F を加えたところ, 小物 Aは台上を滑ることなく,台と一体となって運動した。 その後,小物体Aと Bは衝突した。 衝突後, 小物体Aは台上を滑ることなく運動し, 小物体Bは小 物体Aから離れた。 (2)小物体AとBが衝突するまでの間, 小物体Aと台との間に作用する静止摩 擦力の大きさを求めよ。 (3)力を加えてから小物体AとBが衝突するまでの時間を求めよ。 (4) 衝突する瞬間の台の速さを求めよ。

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物理 高校生

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

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