Physics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว

この問題の解き方が全然わからないです、よかったらお願いします🙇‍♀️

物 理 1(配点 33点) 図1のように,一様な正方形の板から円筒をくり抜いた物体Qを,なめらかな水平 面上に置く。物体Qの円筒の半径はrで, 円筒面はなめらかである。円筒の中心を点 0とし,AOB および COD をそれぞれ板の各辺に平行な直径とする。水平面にはガイ ドが取り付けられており, 物体Qは水平面上をガイドに沿って AB方向になめらかに 動くことができる。なお, 図2,3,4は,この装置を鉛直上方から見た図である。 ガイド B 0 ガイド 図1 はじめ,図2のように, 物体Qを動かないように固定しておく。質量 m の小球Pを 物体Qの円筒面に接するように水平面上に置き, 円筒面に沿って初速0を与えたとこ ろ,Pは水平面上をQの円筒面に沿って等速円運動をした。 ガイド Q 固定 P. Vo 10 A B r D ガイド 図2 水平面
問1 この等速円運動の角速度,周期,および加速度の大きさはいくらか。 問2 小球Pが物体Qの円筒面から受ける垂直抗力の大きさはいくらか。 次に,図2のように物体Qを動かないように固定して,質量 m の小球PをQの円 筒面に沿って速さ voの等速円運動をさせておく。この状態から,小球Pが点Aを通過 する瞬間に物体Qの固定を解き,図3のようにQをA→Bの向きに大きさαの加速度 で等加速度運動をさせる。 ガイド Q 水 平 0 B Vo 0 面 E D ガイド 図3 問3 物体Qから見た小球Pの運動を考える。このとき, 小球Pにはたらく慣性力の 大きさはいくらか。また, この慣性力の向きはどちら向きか。A→B, B→A, C→D, D→Cのいずれかで答えよ。 問4 小球Pが ZAOE=0となる点Eを通過する瞬間の,物体Qに対する小球Pの 速さと, PがQの円筒面から受ける垂直抗力の大きさはそれぞれいくらか。 問5 小球Pが物体Qの円筒面から離れずにQに対して円運動を続けるための, Qの 加速度の大きさ αの範囲を求めよ。
にしておき,質量 mの小球Pを点DでQの円筒面に接するように水平面上に置き, 全体を静止させておく。この状態から小球Pに円筒の接線方向(A→Bの同き)に初速 toを与えると,物体Qも運動をはじめ, PはQの円筒面から離れることなく運動した。 物体Qの質量を Mとする。 ガイド 水 0 平 A B iVo P D ガイド 図4 問6 小球Pが点Aを通過する瞬間の,物体Qの水平面に対する速さはいくらか。 問7 小球Pが点Aを通過する瞬間の,物体Qに対する Pの速さはいくらか。 問8 小球Pが点Aを通過する瞬間に, Pが物体Qの円筒面から受ける垂直抗力の大 きさはいくらか。

คำตอบ

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

過去にも聞かれたので…

問1〜3は基本的な円運動の問題なので頑張ってください。

問4,5は慣性力がした仕事を考えてエネルギー保存の式を立てることがポイントです。Qから見たPの運動を考える場合、B→A方向に mα という重力が働く系と同じと考えると楽かもしれません。

問6,7,8は変数の取り方が特殊なので注意してみてください。

あとこの問題最近よく見るのでどこの問題か教えてもらえると嬉しいです。

ぴき

詳しくありがとうございます!
こちらの問題は、2021年度第二回高3の全統記述模試です

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