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理科 中学生

(6)①がわかりません。 正解は✕のようなのですが、自分は◯だと思いました。 なぜ✕なのか教えてください。

力と運動 斜面上や水平面上にある物体の運動について調べるため,次の実験を行った。 図1 台車 実験 120cm 斜面 30cm b P 斜面の角度 水平面 d 100cm ① 図1のように,ある高さの台をその右端が水平面上の点Qと一致するように置き、この台を支え にして斜面をつくった。 (2) 点Pから120cmの距離にある斜面上の点aに台車を置いた。 3 台車を支えていた手を静かにはなしたところ, 台車は斜面とそれに続く水平面上を運動した。 このとき,手を静かにはなしてからの台車の運動のようすを, 1秒間に10回発光するストロボ スコープの光を当てて撮影した。 実験の③ では, 台車は,支えていた手をはなしてから0.80秒後に点Pに達し, その後, 水平面上 を右向きに動き続けた。 表は、実験の③で,ストロボスコープの光を当てて撮影した記録をもとに, 台車が点P を通過して からの時間 〔秒] と, 点Pからの台車の移動距離 [cm] をまとめたものである。 ただし, 台車にはたらく摩擦力や空気の抵抗は無視でき, 台車は斜面と水平面が接する点Pをなめ らかに通過するものとする。 台車が点Pを通過してからの時間 [秒] 点Pからの台車の移動距離 [cm] (1) 実験の③で, 台車が斜面上 を運動しているとき, 台車 にはたらく重力の斜面に 平行な分力はどのように 表されるか、 図2または 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 40 80 120 160 200 図2 台車 図3 台車 B 重力上 図3で答えなさい。 また、その分力の大きさは, 時間の経過とともにどうなるか。 ん変わらない。 (2) 斜面の角度を大きくすると、斜面に平行な分力の大きさはどうなるか。大きくなる (3) 斜面の角度が90°になったとき, 台車は真下へ落下する。この運動を何というか。自由で (4) 手をはなしてから斜面上を滑り降りるまでの台車の運動のようすをストロボ撮影すると, 台車 と台車の間隔はどうなるか。広くなる (5) 実験の③で、 図1の点cと点dの間の距離は100cmであった。 この2点間を台車が通過 するのにかかった時間は何秒か。 小数第2位までで答えよ。 0.25秒 (6)次の①~③の文を読み, 内容が正しければ○を, 間違っていれば×を書きなさい。 ①斜面の傾きが等しいとき, 重い台車の方が、 速さの増え方が大きい。 ② 台車の重さが等しいとき, 斜面の傾きが大きい方が, 台車にはたらく重力が大きい。 ③身のまわりの運動では, 物体が受ける力の向きと台車の向きは常に等しい。

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物理 高校生

偶力が並進運動をしないで回転運動だけをするのはわかりますが、「並行で逆向きの2力」 「並行で同じ向きの2力」は、並行運動も回転運動もするってことで合ってますか?それとも、並行運動だけで着るんですか?

2 剛体にはたらく力の合力と重心 本棚が,上の段だけに本を入れると倒れやすくなるのはなぜだろうか。この節では、 剛体にはたらく力の合力と重心の求め方や、 剛体の傾きと転倒について理解しよう。 A 剛体にはたらく力の合力 質点にはたらく複数の力の合 力を考えたように、1つの剛体 に複数の力がはたらく場合も、 並進運動や回転運動に対する効 果が同じとなるような1つの力 として,合力を考えることがで きる。 ●平行でない2力の合力 F1, 君が平行でない場合,これら の2力をそれぞれの作用線の交 点まで移動して,平行四辺形の 法則によって合成すると,合力 が得られる(図25)。 ②平行で同じ向きの力の合力 図26のように,下が平 行で同じ向きの場合の合力ア を考える。 F2 F 合力 F2 図25 平行でない2力の合成 A ーム Fi 0 (大きさF) 7 の 10 (大きさはFi+F2) B F2 (大きさ 2 ) 図 26 平行で同じ向きの2力の合力 点0のまわりの力のモーメントの和について Fi.h-F212=0 であるから,点は, h:l2=F2: F1 となる位 置にある。 (大きさはF-F2) (大きさF2) 2力とつりあう力を声とする と,合力の大きさは,声の 大きさと同じF1 + F2, 向きは 逆向きで, 同一作用線上にある。 また,同図より, 合力の作 用線は, 線分ABを力の大きさ A B (大きさFi) 合力 の逆比 F2: F1 に内分する。 図 27 平行で逆向きの2力の合力 点 0 のまわりの力のモーメントの和について 3 −F₁· h₁ + F2·l₂ =0 であるから,点は,L:L=F2:F, となる位 置にある。

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物理 高校生

ここの条件は問題中でどういう役割をしますか?

56 Ⅰ章 力と運動 発展例題 8 静止摩擦力 図のように,重さwの物体PとおもりQを軽い糸でつな に回転する滑車に糸をかける。 物体PとおもりQが静止す るためには,Qの重さはどのような範囲にあればよいか。 いで、水平とのなす角が0の斜面の上端にある, なめらか ただし,Pと斜面との間の静止摩擦係数をμ(μ <tane)と する。 指針 Qの重さが求める範囲の最大値 W1 のとき,Pはすべり上がる直前であり, 最小値 W2のとき,Pはすべりおりる直前である。 それぞれの状態において, Pは動こうとする向 きと逆向きに最大摩擦力を受けている。このこと に注意して,各状態の力のつりあいの式を立てる。 解説 Pがすべり上がる直前, すべりおり る直前のそれぞれにおいて, Qにはたらく力はつ りあっており,Pが糸から受ける張力はそれぞれ W1, W2 に等しい。 また, Pが受ける垂直抗力を N, 最大摩擦力を F とすると, Fo=μN=μwcoso 各状態でPが受ける力は図のようになる。 すべり 上がる直前の力のつりあいから, W1 = wsino+μwcosa=w(sino+μcose) NA wsine 指針 AとBの間では, 動摩擦力がはたら いている。Bが運動方向に受ける力は動摩擦力 μ'mg のみで、Bは右向きに加速しており, Aか ら右向きに動摩擦力を受けている。 Bが受ける動摩擦力の反作用として、Aは左向 きに動摩擦力μ'maを受け 発展例題 9 重ねた物体の運動 水平な床の上に,質量 2mの物体Aを置き, A の上に質量mの物体Bをのせる。 床とAとの間に 摩擦はなく, AとBとの間の動摩擦係数をμ'と する。 Aをあるカfで右向きに引くと, AとBと Fo so すべり上がる直前 A 解説 のように れぞれの wcose w A:2 f P B S wsine 発展問題 119 N. A w すべりおりる直前の力のつりあいから, μwcoso+W2=wsind W2=w(sine-μcose) M ここで, W2=wcose (tan0-μ) であり, 問題の条 件から, "<tan0 なので, W2 > 0 となり,題意を 満たしている。したがって, 重さWの範囲は, w (sino-μ cose)≦W≦w(sino+μcos0 ) W2 Fo wcos o So すべりおりる直前 の間ですべりが生じ, 別々に運動した。 重力加速度の大きさをgとして, AとBのそれ ぞれの床に対する加速度の大きさを求めよ。 Q 発展問題 125 の力は、

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物理 高校生

146番の(2)の問題の解説で、「バネが最も縮むのはBとCが同じ速さになった時である。」と書いていますがそれはなぜですか?

72 第1編 力と運動 A リード D BF0000000 147 木材への弾丸の打ちこみ 図のように, 質量3m 弾丸 の木材が水平でなめらかな床の上に置かれている。 この木材 に大きさの無視できる質量mの弾丸を速さで水平に打ち 応用問題 146 ばねでつながれた物体との衝突■ 質量が ともにmの小物体Bと小物体Cを質量の無視でき あるばねで連結し, 水平でなめらかな床の上に静止させておく。 いま、図のように,この状態の小物体Bに質量mの小物体Aを, 小物体Bと小物体 Cを結ぶ直線にそって速さv で衝突させた。 衝突は弾性衝突とし, 衝突以降の小物体 は,小物体A、BおよびCを結ぶ一直線上を運動するものとする。 また, 小物体の衝突 の結果としてばねが縮む長さに比べて, ばねの自然の長さは十分長いものとする。 (1) 衝突直後の小物体Aおよび小物体Bの速さをそれぞれ求めよ。 (2) 衝突後、ばねが最も縮んだ瞬間における小物体Bと小物体Cの速さをそれぞれ求め よ。 リード D (3) ばねのばね定数をkとするとき (2) でのばねの縮みdをm k およびvo を用いて表 せ。 [新潟大改 ➡134, 135 木材 149 物体と かな斜面をも 床の上に静止 この物体が速 で上り,再 高点に達し と斜面台 斜面にそ なく、物 答えよ。 (1) 物体 (2) 物付 (3) 高 (4) 物 A 15

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