Physics
高中
已解決
この問題わかる人いますか？？
解説お願いします🙇♀️
回14送心カとカのつりあい
次の[| ア ト[ ク ]に当てはまる答えを解答群から 1 つ選べ。 ただし, 解答が数値の
場合は最も近い値を正解とする。また, 同じ答えをくり返し選んでもよい。
図 1 のように質量 3.0x10*kgの1両編成の電車 進行方向
があり, 車内の床上に質量 15kg のスーツケースが ーー 電車
纏かれている。スーツケースの上部には図のょうに |ハンドAA、
ハンドルがついており, スーツケースの底の4 つの 間の2スター
角には方向が自在に変わる小さなゴム車輸 (キャス
ター) がついており, 床上を前後左右のどの方向に 図1
も上麻擦なく移動できる。また, 電車もレールの上を摩擦なく移動できるものとし, 空気抵
抗は十分に小さく無視できるものとする。スーツケースは購体とし, 重力加速度の大きさ
を9.8m/s* として, 次の問いに答えよ。
(1) 電車は時刻 【S] に水平な面上で静止状態から等加速度直線運動を始めたが, スーツ
ケースを電車の床面に対して静止させておくには, 進行方向に [N] の力で支える必
要があった。電車が静止時から 100 m だけ進んだとき, 電車の速さは 13 m/s であった
ので, このとき, =[ ア ]Nである。
ーア ] の解答群
G① 20、 の93 @ 60 @ 72 @ 80
@⑥ 90 の@⑦10 @ 13 ⑨ 15 ⑩ 18
(2) 電車はさらに等加速度直線運動を続け, 時刻ヵ(s]に速さ 17 m/s に達した。地上で
静止している観測者から見ると,。 スーツケースは時刻 。[S]から [5] の間に大きさ
[N) のカによって, 合計| イ ]x10* Jの仕事をされたように見えた。
[イ ] の解答群
③④① 080 。@ 13 ⑧⑨ 1.9 @ 22 る⑥ 28
(3) その後, 電車はカープにさしかかり, 水平面内で半径
400m, 吉さ 17 m/s の等如円運動になった。図 2のよう
に, カーブでは電車が安全に曲がるために外側のレール
は内側のレール A より高くなっている。このとき,
スーツケースにかかる大きさ 7。【N] の遠心は図のよう
に水平方向にはたらくが, これ以外に重力と床面からの
抗力もはたらき, その結果スーツケースは支えなくても
電車の床面に対して静止した。ここで, 図のGはスーツ 人4
図2
ケースの重心である。7。は[| ウ_]Nであり, 図のように, レール柱 |の AB 開嘘離)
は, 11mであったので, レール B の高さはレール A の高さよりも
高いこ
とになる。
[ウ ] の解答天
の6 80 @5s5 ⑨ 99 @ 95 @ 10
@⑥ un の @ 13 @ 14 ⑩ j5
の解答衝
① SNのN57 @ 1 @ 65 @ 69
@⑥ 74 の@⑦sgu
(⑳ スーツケースがこの後も電車の床面に対して商止するように再び支えた。電車がカ
ープを曲がり切ると, 直線の下り坂になった。そこで, 運転手が動力を切ると, 電車
は重力によって抜を下っていった。この坂は水平面と角度 9 だけ傾いており, また
sinの=18X10-? であったので, 電車の加速度は|-オ ]m/s*となった。このとき,
スーツケースを支える力を取り除いてみたところ,、スーツケースは電車の床の上で
タよ
[の委答因
① 010 @013 @ 018 @ 021 @ 032
@10 の@1i3 @ 17 @⑨ 21 ⑩ 26
[5 ] の解答群
静止して動かなかった
坂を下る向きに移動した
坂を琴る向きに移動した
信和方向に対して右向きに移動した
進行方向に対して左向きに移動した
訂面に垂直な軸回りにスピン (回転) した
@@@@@ら@
(⑯) 電車は坂を下り終えて, 再び水平な面上を進んだ。
運転席から赤信号が見えたため, 運転手はプレーキ
をかけた。 電車は進行方向とは聞向きに大きさ
8.8x10*Nのカカを受け, 等加速度直線運動しながら
減速した。このとき, 図 3 のようにスーツケースは
電車の進行方向とは逆の向きに傾いたが, 図の状態
で電車の床面に対して静止させておくには, ハンド
ルの位置Cに水平方向に =[ キ ]N、 鉛直方向
に 7,=[| ク 1Nの力を加える必要があった。ここで,
E| 図のGはスーツケースの重心である。
[キキ ]と[ク ] の解答群
①MI2和NGのき23 ⑧ 81 @ 85 2
@⑥ 4 の 68 ⑧ 51 ⑨ 64 ⑩ 88
14遠心カとカのつりあい 0 0
9 骨
⑩⑪ ⑦)@⑧ ②(① @ ⑳ ②
⑳ 4は) ⑦9 @⑩0③@⑯ の②⑦
解答
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