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物理 高校生

(2)どうしてma=μ’mg-kxになるのですか? ma=kx-μ’mgではダメなのですか?

実戦 基礎問 31 粗い水平面上の単振動 図のように、摩擦のある水平な床の上に質量m の小物体Aを置き, 自然長Lの軽いばねの一端を取 り付ける。 ばねの他端はばねが水平となるように壁 平右向きに軸をとる。 小物体Aを位置 x=xo (0<x<L) で静かに た。 小物体Aはx軸負の向きに動き出し, Aを放した時刻を0とすると、 に固定する。 また, ばねが自然長のときの小物体Aの位置をx=0とし、 まで達したところで運動の向きが反転し まで達したところで 刻t=t に位置 x=x1 の向きに運動を始め, 時刻 t=t に位置 r=I2 た。ばねのばね定数をた。重力加速度の大きさを、床と小物体の 止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ'として, 以下の問いに答えよ。 (1) 静かに放したときに小物体Aが動き出すための x の条件を求めよ。 (2)位置および時刻を求めよ。 (2) 位置におい 小物体Aの加速 m よって, α- これより 小 単振動 (の一 また、xo か (3) 単振動の (3) 時刻 t=0 から t=tの間で, 小物体Aの速さの最大値を求めよ。 (4) 小物体 (4) 位置 2 を求めよ。 4月 EE 講 Aの加速 (大阪府大 ●粗い床上の単振動 粗い床上を単振動する物体に働く動 力は、往路と復路で向きが逆向きとなり,単振動の中心が る。このことから,運動方程式をそれぞれの場合について立てて考える がある。 ●着眼点 1. 粗い床上の単振動 よって, (2) 中心は [別解] 往路復路でそれぞれ運動方程式を立てる。 でき 2. 弾性力の他に動摩擦力など一定の力が働く単振動 鉛直ばね振り子と同様に考える。(→参照p.62) 3.動摩擦力 (非保存力)が働いていても単振動の力学的エネルギー保 法則を用いることができる。 (→参照 p.68) 解説 (1) 小物体が動き出すためには, ばねの力の大きさkoが最大学 力の大きさμmgを越えていればよいから, す Xo kxo>μmg よって、 > μmg k

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物理 高校生

解き方を教えてください。丁寧目に書いてくださると有り難いです。

pa -×0= 0 M3 X; = r cos 0 prdrd0 = ; p r2 dr [sin 01 = cos 0 d0 = =x pa3 ×0=0 「M3 1 p r sin 0 prdrd0 = M r2 dr M. [- cos 0] = Yc = sin 0 de = *y よって、重心は。= (0,0) 重心の計算(多重積分) *例題5質量がMで、密度が一様な、底面の半径a、高さが bの 円錐の重心 a-fe r dr M = pdxdydz = de dz = cb ca- r2r X; = r cos0 pr dO dr dz = …= 0 = 0 =x rb ra- r2m 1 Yc = TT r sin 0 pr d0 dr dz = … = 0 cb ca- c2r ZG = (宿題) z pr de dr dz = …→ JaJJA… まとめ * 大きさのある物体の重心を定義して、重心の位置を計算した。 * 地上での重力が大きさのある物体に働く場合、物体の各点で重力が働動くた め、つり合いを議論するとき、その重力の総和を計算する必要がある。 * 大きさのある物体に働く重力の総和は、その物体の重心に全ての重力が働 いた場合とつり合いの式は同じになる。 【宿題11質量M、密度が一様で十分に薄い2辺の長さがaの 直角に等辺三角形の重心を求めよ a a 【宿題2]質量M、密度が一様で十分に薄い半径aで2辺の間 の角が45度の扇型(円を8等分したもの)の重心を求めよ 【宿題31質量M、密度が一様で底面の半径がa、高さが の円錐の重心を求めよ。 (45° a * 宿題1、2、3を解きレポートを提出してください。 締め切りは4月24日の23時59分です。 補足:ベクトルの内積 A-B * AとBのなす角0、大きさ4,B 向きを持たない A.B= AB cos 0 ベクトルのx成分,y成分,z成分 A, = A-e, A, = A· ēy. A-B= A,B,+ AyBy +A,Bz A, =A-。 Ax x軸 ,,。:単位ベクトル = (1,0,0), é, = (0,1,0), é, = (0,0,1) |= | = le|=1, = ,.。 = é,. é, = 0 *分配法則:A-(B +¢) = A· E+ A-¢は成り立つので、 A-B= (A,,+ Ayé, + Azē,). (B,ē, + B,é, + B,ē.) = AxBx + A,B, + A,B。 12

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空欄の所分かりません

4月 30 日 J 版 15 (i)物体Aが時刻 30s に連度8.0m/s で原点を 通過後、x軸上を一定の加速度-2.0m/sで進む。 (a)=0~6,0s の運動をp-4 図に表せ。 (b)t=0~6.0s での移動距離(m), および =6,0s での変位 x[m] を求めよ。 (a) 時刻 での連度e は、 o=8,0m/s. a=-2,0m/" より ぃ=80-2.0f となる (下四)。 (m/s)t 等加速度直線運動の -t 図から変位を求める 日速度 D →岡回 -t 図の面構ー変位 x この部分の面 =6.0sのとき =8.0- 2.0×6,0=-4.0m/s + at ar 1. 8.0 この部分の面横= tu の=×8.0×4.0=16m 6.0 4.0 a) 0 D- (b) p-t 図の①+ ④の面積が移動距離!を、 の-のの面積が変位x を表すので O X= of + -4.0 の=合×4.0×2.0-4.0m 2変位の式 a<0 のとき を一定の加速度-2.0m/s" で運動する。時 刻=Os に原点を速度8.0m/s で通過した。 次の問いに答えよ。 物体Aがr軸上 1= 16+4.0= 20m *= 16-4.0= 12m 例題 時刻 t=D3.0s でのAの変位×[m] を求 めよ。 (3)物体Aが時刻 3Os に速度 12m/s で原点を通 過後、x軸上を一定の加速度-2.0m/s' で進む。 (a)t=0~8.0s のAの運動を ひt図に表せ。 解 a=-2,0m/s° =3.0s [m/s) =0s = 8.0m/s 変位 0 a= -2.0m/s。, v0=8.0m/s, t=3.0s よ り i (a) *= Dod + af=8.0×3.0+×(-2.0) ×3.0° = 15m (b) v-t 図を用いて=0~8.0s での移動距離1 [m),および t=8.0s での変位x(m] を求めよ。 変位と移動距離の違いに注意 変位xノ 移動距離 1)時刻t=2.0s でのAの変位x[m] を求めよ。 8.0X204×(-20x 2,0° 16+(-40)-ヤ (2m 1: (4)物体Aが時刻 %3D0S に速度8.0m/s で原点を通 過後、x軸上を一定の加速度-4.0m/s° で進む。 (a) t=0~5.0s のAの運動をひ-t 図に表せ。 p(m/s) ニ 時刻t=4.0s でのAの変位x [m]を求めよ。る 8.X40+台×(シx4,0° 0 ニ 32t(-10)= 16 16m 静刻t= 10.0s でのAの変位x[mを求めよ。 - 8,0X/a04x(-0)Xlo. (b) pt図を用いて t%3D0~5.0s での移動距離! およびt=5.0s での変位x(m] を求めよ。

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物理 高校生

(4)からわからないです

EE Pe 3年 物理課呈(4月休校) ⑩ 近日 月 日 3年 組 番氏名 次の文の[に入れるべき数式を記せ なお 重加速度の大まさを g とする。 図 1 に示すように, 上面の一方の増に浦ちかで軽い消車が取り付けられている質量 3 の直方体の台 4 が, 水平な床面に固定されでいる質量がともに mm である物体 B と物体 C を軽い系でつなぎ, その系を消車にか ける。物体 B を台 A の上上面にのせで手でおきえ,物体 C を台 A の側面に接する P の位置につり下げる。 A の 上面と物体 B 台 A の側面と物体 C の間に摩擦力ははたらかないとする。 物体 B をおさえでいた手を放すと, 物体 C は鉛直方向に大きさが|_G①) |の加速度で降下し, 時間 tn の後に 達した。物体 C が降下する間。糸の張力の大きさは| G) |であり, 消車の軸が消車を支えている力の大 | G |Cあa 0 次に図 2 に示すように,台 A を消らかで水平な床面に居き。 物体 B を吾 A の上面にのせて手でおさえ, 系 こつないだ物体 C を台 A の側面に接する P の位置につり下げる。台 A と床面には摩擦力がはたらかないと ェ汗 e 物体 B をおさをでいた手を放すと同時に, 一定のカで台 A を右向きに押していくと, 物体 C は降下を始め て時間 Y2k。 の後に床面に達した。この問, 物体 C が降下する加速度の大きさは [④ <あり,の張力の大きさは|_③ |である。台 A から見た物体 B の加速度の大きさは [G である請まっつて, 台 A に右向きに加えた力の大ききは目⑦のョである また。 同じく図 2 において, 人 4 を相向きに提す一定のをきらに大きくしたところ。 物体 C は P の9 から際記寺ることなく, 物体 B は合 A 上で朋上した状態を保ち .B , 物体 C は一体と 上た このとき吾 A に右方向に加えた力の大き還| 人

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