（7）についてで、この問題で解答では右の写真のように図的に考えているのですが、この図の加速度が速度だったら成り立つのは納得できるのですが、加速度でも成り立つのがなぜかわからないです。教えてください。お願いします。

水平な床に傾角8の斜面をもつ y 質量 M の三角柱 Qを置き, 斜面上に PM 質量mの小物体Pをのせて静かに放 ↓g すと,両者は動き出した。 摩擦はど こにもなく,重力加速度を g とする。 0 x っち PがQから受ける垂直抗力の大きさ Nを求めてみよう。 まず,Qの加速度の大きさを A とすると, Q の運 動方程式は,Nを用いて (1) と表される。そして、この後は次の 2つの方法 I, II が考えられる。 I. 慣性力を用いて考える。 P について成り立つ武 (2) をつくり (1)と連立させることによりN を求めると, N = (3 となる。さら 「こっちにはQが床から受ける垂直抗力の大きさもR= (4) とm,M, 9 0gで表される。 Ⅱ. 静止系で考える。Pの加速度の水平成分を ax, 鉛直成分をay と して(図のxyの向きを正とする) 各方向でのPの運動方程式を つくると,Nを用いて (5) と (6) となる。 この場合, 未知 数が,N, A, ax, αy と4つあるので, 1), (5),(6)では解けない。 そこ で,PがQの斜面に沿って滑ることに着目して, A, ax, ay, 0 の間の 関係式 をつくる。こうして連立方程式が解けることになる。 (法政大+ 筑波大+大阪大)

なぜ電流の向きは右のようになるのですか？

128 鉛直上向きで磁束密度Bの一様な磁界 中に, 十分に長い2本の導線abとcdが水 平に間隔だけ隔てて置かれている。 ac間 には、抵抗値 R の抵抗と起電力Eの電池がE- 接続されている。 導線 ab, cd間には,これ らと垂直になるように質量 M の導線Lが置 R BO C 鉛直上方から見た回路 かれている。 はじめ, Lは固定されており, Lと導線 ab, cd間の静止

この問題で(2)書いてあるとおり電流による上向きの磁場があるはずですが、(4)でそれを無視して計算しているのは何故ですか

125* 細い導線で作った半径a [m]の円形レール (S, P間は切れている)があり,このレール面の中心 Oとレール上の点Pとの間には R [Ω] の抵抗が 接続されている。さらに,中心0とレールの間 には,レールに接しながら回転できる導体の棒 OQ が橋渡ししてあり, この棒は一定の角速度 ① [rad/s]で回転している。 レール面には,それに 垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場(磁界) が紙面 の表から裏への向きに加わっている。 (1) コイル OPQを貫く磁束は4t〔s〕間にどれだけ増加するか。 (2) 抵抗R[Ω]の両端に発生する電位差V を求めよ。 また, 抵抗を流 れる電流の向きはO→PかそれともP→Oか。 S.P SP R Ø B 奉 SI (3) 抵抗R 〔9〕 で消費する電力はいくらか。 (4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。 その向きは回転と同方向 か, 逆方向か。 (5) 棒OQを一定の角速度 [rad/s]で回転させるために必要な外力の 仕事率 P はいくらか。 (東京電機大+ 筑波大)

水平方向に円運動しているので鉛直での力の釣り合いでしか求めれないのでは？と思いました。　斜面方向でもいいのですか？

mg 発展例題19 円錐容器内の運動 の内 z軸を中心軸とする頂角20の円錐状の容器がある。容器の内 側に質量mの小球があり、容器の底にある小さな穴を通して,質 量Mのおもりと糸で結ばれている。 小球は,穴から円錐の側面に 沿って距離L の位置を保ち、容器内のなめらかな斜面上を速さ vo で等速円運動しており、おもりは静止している。 糸と容器との間 に摩擦はなく,重力加速度の大きさをgとする。 小球の速さを m, M, L, 0, g を用いて表せ。 9 指針 小球とともに回転する観測者には, 距離Lが一定なので,小球は,重力,糸の張力, 垂直抗力,遠心力を受けて, 力がつりあって静止 しているように見える。 円錐の側面に沿った方向 の力のつりあいの式を立てる。 なお,静止した観 測者には,小球は重力,糸の張力,垂直抗力を受 けて,等速円運動をするように見える。 解説 小球とともに回転する観測者を基準 に考えると,小球には図のような力がはたらく。 糸の張力は, おもりが受ける力 いから, m 202 L sine -mg cose-Mg=0 (筑波大改) (1) Mg である。円運動の半径 垂直抗力 はLsin0 なので,遠心力 の大きさはmv²/ (Lsine) となる。 円錐の側面に沿っ た方向の力のつりあいから, Mg sine 10 Vo=. 発展問題211, 20 L (M+m cos0) g m COLLINEN ZA 0 my m. OM Vo L sine 2 m mg mg cost V₁ L sin 2 ヒ 211 212

これの（3）を教えて頂けませんか🙏 2枚目の写真が答えなのですが、解説を読んでもよくわかりません、、、

6 [2014 東京大] 【35分】 図1に示すように、水平から角度を なすなめらかな斜面の下端に, ばね定数 んのばねの一端が固定されている。斜面 は点Aで水平面と交わっており, ばねの 他端は自然の長さのとき点Aの位置にあ るものとする。 図2に示すように,質量 mの小球をばねに押しつけ, 斜面にそっ て距離xだけばねを縮めてから静かに手 をはなす。 その後の小球の運動について, 次の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度 の大きさをgとする。 また, 小球の大き さとばねの質量は無視してよい。 (1) x=x のとき, 手をはなしても小球 は静止したままであった。 このときの x を求めよ。 (2) 手をはなしたのち, 小球が斜面から 飛び出し水平面に投げ出されるための の条件を, k, m, g, 0 を用いて表せ。 「ひゃん。 (3) x=3x) のとき, 小球が動きだしてから点Aに達するまでの時間を求めよ。 次に,(2) の条件が成立し小球が投げ出された後の運動を考える。 小球は点Aから速さ で投げ出されたのち, 水平距離s だけ離れたところに落下する。 点Aでの速さが一定 の場合は,0=45°のとき落下までの水平距離が最大になることが知られているが,今回 の場合は,0によって”が変わるため, s が最大となる条件は異なる可能性がある。 次の 問いに答えよ。 なお,必要であれば、表1の三角関数表を計算に利用してよい。 S 表 1 (4) vをx,k, m, g, 0 を用いて表し、 xが一定 のとき, sが最大となる 0は45°より大きいか小 さいか答えよ。 (5) s をx,k, m, g, 0 を用いて表せ。 0 sin 0 cos o 0 sin 0 cos o x m A 図1 A 図2 35° 10° 15° 20° 25° 30° 40° 0.17 0.26 0.34 0.42 0.50 0.57 0.64 0.71 0.98 0.97 0.94 0.91 0.87 0.82 0.77 0.71 45° 50° 0.77 0.64 20.57 20.50 0.42 0.34 55° 60° 65° 70° 75° 80° 0.82 20.87 0.91 20.94 20.97 0.98 0.26 0.17 2mg のとき,表 (6) x=- k に示した角度の中から, sが最も大きくなる 0 を選んで答えよ。 (7) x を大きくしていくと, s が最大となる 0 は何度に近づくか。 表に示した角度の中 から選んで答えよ。

良問の風問125 (5)で、赤丸の中のような解き方をしたのですが(1枚目)、どこが違っていたのでしょうか。 直接は求められませんか？ エネ保存で求まるのは分かるのですが、、教えてください🙇‍♀️

125 細い導線で作った半径a [m]の円形レール (S, P間は切れている)があり、このレール面の中心 0とレール上の点Pとの間にはR[Ω] の抵抗が 接続されている。 さらに､中心0とレールの間 には,レールに接しながら回転できる導体の棒 OQが橋渡ししてあり、 この棒は一定の角速度 ③ [rad/s]で回転している。 レール面には, それに 垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場(磁界) が紙面 の表から裏への向きに加わっている。 (1) コイル OPQを貫く磁束は4t [s] 間にどれだけ増加するか。 (2) 抵抗 R [Ω] の両端に発生する電位差V を求めよ。 また, 抵抗を流 れる電流の向きはO→PかそれともP→Oか。 26 図1のように、紙面に垂直で裏から表に向かう 磁場中に, 一辺の長さLの正方形のコイル ABCD が紙面内に置かれている。 コイルを通る磁場は一様 で、その磁束密度の大きさB が図2のように時間 とともに変化した。 コイルの電気抵抗をRとする。 (1) 時間帯Ⅰ (0≦t≦2to) について, を、時間tの AB 電磁気 O O SP R D (3) 抵抗R[Ω]で消費する電力はいくらか。 Pent (4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。 その向きは回転と同方向 か, 逆方向か。 (5) 棒OQを一定の角速度 [rad/s]で回転させるために必要な外力の 仕事率 P はいくらか。 A 0 ① B (東京電機大+ 筑波大) a O 83 143 O 図 1 C B O O 申切る様に誘導起電力資生!! B NOR O Val MoBℓ 1.8 A1-B5 = B-=-wa² WBA² 1=1x WBa² 2 wBa 6 (Mg (FB.l-R.M'Mg) (Bl)² [hb] 自然:P→ (3) PR=IV=RI²= WBG², R (WB))² af R 12/20ro Ad was F = I.Ba 〃 wBaz F= 2 x Ba R F=ⅠBLにも +255 = cu 8²a³) (5) 仕事率 J/S. X X (WB) at P=Fshoxaw 9 l 28 IND 4R twa w²B² at 2R 単位時間 [J/s]

光路長が長くなったと考えてはいけないのはなぜですか？(7)です。

U が B」されて見えるという 解答群 位相、 拡大, 千渉, 平行, 垂直, 実像。 回折、 反射, 屈折, 虚像、 倒立, 縮小, 正立。 焦点。 重心 (15 筑波大) 1089. <ヤングの実験) S」 Q から等距離にあり,その間隔は4である。Qと Soを結ぶ直 S。 線はS.S2の中点を通ってSと直角に交わる。この交点0を ird. 0 S2 原点として,図のようにスクリーン上に上向きにx軸をとる。 L W。とW」の間隔しおよびW」とSの間隔Lは, dに比べて十分大きいものとする。以下, 必 W。 W」 S 要ならばッが1より十分小さいときに成りたつ近似式VI1+y=1+を用いよ。 2 x(1) Si, S2 を通過した光がいろいろな方向に進む現象を何というか。 9(2) 点0から×の位置にある点をPとし,×がLより十分小さいとして, 距離 SaPと S.Pの 差をd, L, xで表せ。 9(3) 点0にできる明線を0番目としたとき, m番目(m=0, 1, 2, …)の明線が点Pにでき た。xを入,d, L, mで表せ。 (4) L=50cm, d=0.53mm のとき,干渉縞の間隔は 0.55mm であった。光源の光の波長は 何mか。 9(5) W。と Wiの間隔を広げると,干渉縞の間隔はどうなるか。 o(6) W」とSの間隔を広げると,干渉縞の間隔はどうなるか。 * (7) スリット板 W. とスクリーンSの間を屈折率れの透明な物質で満たすと,干渉の間隔 は何倍になるか。 *(8) スリットS. の部分だけを屈折率n, 厚さaの透明な薄膜でおおうと, 0番目の明線はど れだけ移動するか。 X(9)(8)において移動する向きは上方か, 下方か。 X 10)(3)において1番目の明線を点Oに移動させるには,スリット Soの位置をxの正の向きに どれだけ移動すればよいか。 (1) スリットS。 のスリット幅を広げていくと, スクリーン上の干渉縞はどのように変化する か。理由をつけて説明せよ。 【福岡大)

円運動の問題です。 (1)から分かりません😓😓 解法を分かる方教えていただけると嬉しいです！

2. [2004 筑波大] 水平な机上の点O に質量 mの小さな球体を置 本文 き、その鉛直上方, 高さ Lの支点Pと自然長Lの ばねで結んだ。次に, 図のように,この球体をば ねの弾性力がフックの法則に従う範囲で, 点 0を 中心に等速円運動させた。このとき, OPとばね のなす角を0とする。ばね定数をんとし, 重力加 速度の大きさをgとして, 以下の問いに答えよ。 ただし, 机上の摩擦, ばねの質量, 空気抵抗,球 体の大きさは無視できるものとする。 (1) 球体が机上を離れずに等速円運動しているとき, ばねの弾性力 Fをm, k, g, L, 0のうち必要なものを用いて表せ。 (2) (1) における球体の速さ»と等速円運動の角速度ωをm, k, g, L, 0のうち必要 なものを用いて表せ。 (3) 球体の等速円運動の角速度がある限界値 omを超えていると, 球体は机上を離れる。 3. a P 一焼 を し L 球体 ヒ 限界値 omをm, k, g, Lのうち必要なものを用いて表せ。 (4) フックの法則に従うばねの伸びの限度を xmとする。 この限度内に球体が机上を離 れるために,ばね定数kが満たすべき条件を m, g, L, xm のうち必要なものを用い て表せ。

良問の風123の3番についてなのですが、 a bとcdで考えて、摩擦μM gが2倍にならないのはなぜですか？

123 鉛直上向きで磁束密度Bの一様な磁界 (琉球大) M. a b 中に,十分に長い2本の導線 ab と cd, が水 平に間隔1だけ隔てて置かれている。 ac 間 には,抵抗値R の抵抗と起電力E の電池が E- 接続されている。導線 ab, cd 間には, これ らと垂直になるように質量M の導線Lが置 かれている。 じめ, Lは固定されており,/Lと導線 ab, cd 間の静止 R C 鈴直上方から見た回路 AO

物理　電磁誘導　良問の風125 (p83) について。 (2)で電流の向きの、解説の求め方が分かりません。 私は、V=vBlの左手の法則を使い、中指vを円の接線方向に、人差し指Bを紙面の表から裏方向にして親指VがO→Qになるので、電流はP→Oと導きました。 そもそもこれ... 続きを読む

電磁気 83 125* 細い導線で作った半径a[m]の円形レール (S, P間は切れている)があり, このレール面の中心 0とレール上の点Pとの間にはR[Q]の抵抗が 接続されている。さらに, 中心Oとレールの間 には,レールに接しながら回転できる導体の棒 OQ が橋渡ししてあり,この棒は一定の角速度の [rad/s)で回転している。レール面には,それに 垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場 (磁界)が紙面 の表から裏への向きに加わっている。 (1) コイル OPQ を貫く磁束は 4t[s]間にどれだけ増加するか。 (2) 抵抗R[Q]の両端に発生する電位差Vを求めよ。また, 抵抗を流 れる電流の向きはO→Pかそれとも P→0か。 (3) 抵抗R[Q]で消費する電力はいくらか。 (4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。その向きは回転と同方向 か,逆方向か。 (5) 棒OQを一定の角速度の[rad/s]で回転させるために必要な外力の 仕事率P はいくらか。 SP R の 棒 00 B 大の (東京電機大+筑波大)