Physics
มัธยมปลาย
7番が解説読んでもよくわからないので教えていただきたいです。
2
2025年度
全学部統一
物理
物理
(60分)
[I])
次の文中の
1
から
7
から一つ選び, 解答用紙の所定の欄にその記号をマークせよ。
に最も適するものをそれぞれの解答
図1のように、長さ」の軽い糸の一種に記載ののを取りつけ、
定して鉛直面内で運動させる。小球ははじめつり合いの位置で停止してい
重力加速度の大きさをgとする。
小球に水平方向の速さvo を与えると, 糸がたるむことなく小球は点を中
心に回転した。糸が鉛直下方と角度をなすとき,小球の速さは
の張力は 2 である。 速さ は 3 を満たす。
1
糸
1507
明治大
問題
107
動は小球の運動の影響を受けないものとする。 以下では, 箱とともに動く観測
者からみた小球の運動を考える。 重力加速度の大きさを」とする。
はじめ小球はつり合いの位置Pで静止していた。 糸と鉛直下方とのなす角度
B. 糸の張力をT, 箱の加速度の大きさをAとして. 慣性力を含めた力のつ
り合いを考えると,水平方向の成分について
ついて 5
4
0. 鉛直方向の成分に
=0がそれぞれ成り立つ。 箱の加速度の大きさが 6
であることを用いると, 角度βは斜面の傾斜角 α に等しいことがわかる。
次に糸がたるまないように,小球をつり合いの位置Pからずらして静かに
はなすと 小球はPを中心に振動した。 この運動の復元力は小球の描く弧に
沿ってはたらく。 糸がOP から角度 (0) だけ振れているとき, 小球にはた
復元力の大きさは
7 である。
0
,0=y
st
点5(3.0)をとり
小球 v0
図1
Ja
BO
+ia
200kmT
e-A-T
図2
E
D- A- TO
1
の解答群
図2のように、なめらかな斜面を滑り降りる箱の内部に、 図1の小球と糸を
取りつけ、箱の進行方向を含む鉛直面内で運動させる。 斜面は水平面から角度
だけ傾いている。 箱は十分に大きく、小球の運動を妨げない。 また、箱の運
Vu2+2glcos O
vo² - 2gl cos 0
vo2 +2gl (1
- cos 0)
v02-2gl(1- cos 0)
QUAT
02 + 2glsin0
2gl sin 0
Vuo2+2gl(1sin 0)
vo2-2gl(1-sin)
(M+m)A= (M+m)gsina カー
よって
stA=gsina
さmAの慣性力がはたらいて見える。 ここで,小球にはたらく重力の斜
7. 箱とともに動く観測者から見ると, 小球には斜面に平行上向きに大き
面に平行な方向の成分は慣性力とつり合っているので, 小球にはたらく重
力と慣性力の合力を見かけの重力と呼ぶと, それは斜面に垂直である。 よ
って、見かけの重力の方向はOP 方向で,大きさはmg cosaである。糸
がOPから角度だけ振れた位置で,求める復元力の大きさは見かけの
重力の接線方向の成分の大きさに等しいので
f=mgcosasin
f=mg cosasino
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