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物理 高校生

高校物理の円運動の問題です。 マーカー引きしている箇所で①に③を代入して整理するとSが求められるのですが、 どのように整理したらこの解答に導けるのかわからずおります。 (その過程がわかりません) そもそも代入箇所は、V2への代入でいいのでしょうか? 教えていただけると幸いです。

問8-3 右ページの図のように,長さlの糸に質量mの物体を結び、最下点で初速度を 与えた。 以下の問いに答えよ。 (1)糸が鉛直方向となす角度が0のときの糸の張力Sを求めよ。 (2) 物体が1回転するために必要なvo に関する条件を求めよ。 この問題では,物体の高さが変わるため, 物体の速さも変化します。 つまり、この問題における円運動は,等速円運動ではないのです。 等速でない円運動の場合でも基本的な考えかたは等速円運動のときと同じですよ。 (1) は「円の中心方向の力のつり合いを考えて, S=mgcose」としてはダメです。 物体は静止していない、つまり,円運動をしています。 円運動をしているということは,中心方向に加速度が生じていますよね。 加速度が生じているということは,力のつり合いではなく, 運動方程式を立てて考えなければならないということです。 <解きかた (1) 向心力は、張力Sと, 重力の中心方向成分である-mgcoseとの和 S-mgcos 円運動の半径はlなので、運動方程式F=maにあてはめると v2 S-mgcosQ=m ………① F a 献により、 また、物体は最下点から高さl (1-cose) の位置にあるので 力学的エネルギー保存則より 1 mvo=mgl(1-cose) + -mv² 2 位置エネルギー 運動エネルギー 最初の運動エネルギー ・③ 問題文にない』を消去 Onie? ②より,v=vo2-2gl (1-cos) ①③ を代入して整理すると, 求めるSの値は 2 S= mvo l + mg (3cos 0-2) 答 ......④ ちょっと難しく感じたかもしれませんが使ったのは運動方程式 (①式) と, (①式)と、 力学的エネルギー保存則 (②式)の2つで、 ①式が円運動になったというだけです。 「円運動でも使う道具は今までと同じ」と考えておけば怖くはないですよ。

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物理 高校生

高二の物理です。 この○×答えて欲しいです!お願いします!!!

【1】 次の説明文が正しければ○、 間違っていれ ば×をそれぞれ答えよ。(2点× 10 = 20 点) (1)物体にカを加えて物体が力の方向に移動した とき、カの働きを仕事という。 (2)水平面を移動中の物体には、重力と垂直抗力 がはたらいているが、この場合、どちらのカ も仕事はしていない。 (3)物体に力を加えても物体が移動しなかった。 この場合、仕事は成立していない。 (4)てこなどの道具を使うと、 少ない力で仕事が できるから、仕事を小さくできる。 (5)エネルギーとは物体を移動させるカのことで ある。したがって、エネルギーの単位はカの 単位と同じ[N]である。 (6)「運動中の物体はエネルギーを持っている」 この文章は正しい。 (7)「静止している物体にはエネルギーがない」 この文章には例外がない。 (8)「カ学的エネルギーとは、運動エネルギーと 位置エネルギーの和である」この文章は正し い。 (9)「位置エネルギーが減少すれば、減った分だ け運動エネルギーが増加している」この文章 には例外がない。 (10)「重力以外の力が働いていないとき、 位置エ ネルギーが減少すれば、 減った分だけ運動エ ネルギーが増加している」この文章には例外

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物理 高校生

ここにある問題の回答がないので教えて頂きたいです (自己採点)

(2) 底面積S[m?], 高さ h [m]の円柱状の物体を水(密度p[kg/m))に浮かべたところ, 物体の3分の1が水面より上に出て浮かんだ。重カ加速度の大きさを g[m/s?]とすると。 このとき物体の底面が受ける水圧は28hgであり、物体にはたらく浮力の大きさは | 29 Shg である。また、物体の重さ(重力の大きさ)は物体の密度po[kg/m?]を用いて 表すと。 30 pを用いて表すと 31|となる。この物体に手でカを加えて全体を水面より下に沈めたと き,浮力の大きさは| 32( Shg なので,手が押すカの大きさは また。その状態から、手を離した瞬間の加速度は 34|gである。 Shg であるので、物体にはたらく力のつりあいより, この物体の密度poは 33|| Shg である。 の;の のp ® jo。 @ jp。 @ p。 2 3 手を離した後、物体が上昇し、もとの浮いていた位置に戻るまでの運動は の 等速直線 ② 等加速度直線 加速度がだんだん大きくなる ④ 加速度がだんだん小さくなる 35 運動である。 4.次の (1)なめらかで水平な床上の重さ 1ON の物体に,水平から 30°上向きに 4.0Nの力を加え続 けて、床にそって 2.0m 動かした。この物体に対し,加えたカがした仕事は 36 J, 重力がし た仕事は 37J,床が及ぼす垂直抗力がした仕事は 38Jである。 の -20 2 -2.0×10° ③. ④ 2.0 ⑤ 3.5 6 6.9 の 4.0 ③ 8.0 © 20 0 2.0×103 にあてはまる数字·記号を選択肢O~0から選び、記号で答えよ。【思考·判断·表現】(2点×15) 4.0N 130° 2,0m 0 2,0 (2) クレーンが質量5.0kg の物体を一定の速さで 10秒かけて 20m持ち上げた。重力加速度の大きさを9.8m/s?とす る。このクレーンの仕事率は である。同じ物体を,手でハンドルを回すと持ち上げられる道具を用いて同じ高さまで持ち上げる。このとき,回すには「ON の力が必要であった。このとき手を動かした距離は の 4.9 2 9.8 ③ 49 ④ 98 ⑤ 2.0×103 6 4.0×103 ⑦ 9.8×103 2.0×T0--9-4.0×+0° 白9:8×+03 39|| wである。また,この物体を速さ 4.0m/s で持ち上げるときの仕事率は| 40W 410 m である。ただし、道具の質量や摩擦は無視する。 (3) 速さ 2.0m/s で進む質量2.0kgの物体の運動エネルギーは 6.0N の力を加え続け, 1Om移動させた。 このときに物体にした仕事は 440Jに変化し, 速さは の -64 2 -60 ② -56 ③ -4.0 ④ 1.0 ⑤ 2.0 ⑥ 4.0 ⑦ 8.0 ⑧ 56 ④ 60 @ 64 42Jである。この物体に運動の向きに 43Jなので、運動エネルギーは 45|m/sに変化したと考えられる。 (4) 重力加速度の大きさを9.8m/s?とする。 地上 4.0m の 2階の床に置いた質量 2.5kg の物体の重力による位置 エネルギーU [J] は, 基準水平面を地面に定めると, 46| J, 2階の床に定めると, 47 J, 地上8.0mの 3階の床に定めると 48hJとなる。 の -2.0×102 ② -98 ③ -10 ④ -4.0 ⑤ 0 ⑥ 4.0 ⑦ 8,0 ③ I0 ④ 98 0 2.0×10° (5) ばね定数 1ON/m のばねに物体をつけ自然の長さから 0.1Om 伸ばす。。この物体がたくわえている弾性力によ る位置エネルギーは 49 Jである。 この状態から, 物体にカを加えばねをさらに 0.10m伸ばしたとき, 物体に した仕事は 50「 である。 ①-1.0 ② -0.20 ⑥ 0.050 ⑦ 0.10 0.15 ④ 0.20 0 1.0 ③-0.15 @ -0.10 ⑤ -0.050 10 010 100 の

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