この問題の(1)において、参考書では鉛直方向で考えて S=mg/cosθと出していますが、僕のように考えてS=mgcosθとなっちゃう場合もありませんか？ なにがダメなのか教えて欲しいです🙏

216 Chapter 8円運動 8-4 問8-4 角速度で回転する円板に, 支柱を取りつける。 質量mのおもり おもりに糸をつけ、支 柱の頂点に結びつけたところ, 支柱と糸は角度をなして静止した。おもりと回転 の中心の距離をとし、以下の問いに答えよ。 ただし重力加速度の大きさをgとする。 (1)糸の張力の大きさを,m, g, 0を使って表せ。 (2) 遠心力を考慮し、物体にはたらく水平方向の力のつり合いの式を立て (3)おもりの円運動の運動方程式を立てよ。 さて、遠心力の考えかたを身につけるべく問題を解いていきましょう。 (2),(3)が大事な問題ですから、しっかり理解してくださいね。 人も、 <解きかた (1) m, g, 0で表すので、 鉛直方向に注目しましょう。 糸の張力の大きさをSとおくと, おもりにはたらく鉛直方向の力のつり 合いより Scos8=mg S= mg_ ・・・答 cose のです (2)「遠心力を考慮し」とあるので、おもりに観測者を乗せて考えます。 観測者は円運動することになるので, 問8-4 W 73 (1)鉛直方向の力のつり合いを考えて Scos0=mg S= mg COS O ・ om 円板が 回るんだね SS cos 0 0: mg 回転の中心に向かって加速度=”で運動しているということです。 観測者からすると,おもりには慣性力ma=mrw²が回転の外向きにはた 休には らいて見えます。 Ssin Omru S sin 0 mrw2 20 大 a=rw また、おもりには糸の張力がはたらくので、力のつり合いより Ssine=mrw2 sine cose (1)の結果より Ssin0=mg =mgtane よって mgtan0=mrw² (3)おもりにはたらく向心力は Ssine で、角速度w 半径の円運動をするので Ssin0=mrw mgtan0=mrw2 (2)と(3)を比べると同じ式になりましたね。 遠心力は円運動の慣性力です。 しっくりこない人はChapter7 を復習して, 理解を深めておきましょう。 Ssin=mrw² w mg cos0 mgtan0=mrw2 どちらも結果の式は 同じだが,考えかたが 違うんじゃ おもりの上に観測者を乗せて 考えると,F=mrw の遠心力 を上図のように受けるので 力のつり合いより おもりは回転の中心に向心力 Ssin を受ける。 円運動の 運動方程式より Ssin0=mrw2 www F m ma mg tan 0=mrw² ここまでやったら 別冊 P. 40~

19の(5)において、相対加速度に着目するというのに初見では個人的に絶対考えられないのですが、こういう場合どういう思考回路を持てばいいのでしょうか？(5)において少し解説もして欲しいです🙏

空気の抵抗力の係数んを求めよ。 (岐阜大 + 東京大) 19 基 なめらかな水平面 S, S2 と鉛直面 B vo S3 からなる段差のある固定台がある。 面S2 S1 上に,質量 M の直方体Aを面 S3 に接す るように置く。Aの上面はあらく,その高 さは面Sの高さに等しい。 質量mの小物 S3 A S2 体BとAの間の動摩擦係数をμとし、重力加速度をg とする。 いま, Bを初速 v で水平面上から,Aの上面中央を直進させたところ,A は運動をはじめ,ある時刻 to 以後,両物体の速さは等しくなった。 BがA上に達した時刻をt=0とする。 時刻to より以前の時刻 t におけ るBの速さは (1) で, A の速さは (2) である。 to は (3) で, そのときの速さは (4) である。 また, BがA上を進んだ距離は (5)である。 (岡山大)

17の(4)は、公式のままgを使ったらダメな理由を教えて欲しいです。ここでaが出てくるのがあまり納得できません。

物理 らくらくマ 物理基礎 六訂版 河合塾物理 B6判 NOW 物理基礎・物理 大訂版 河合出版ホ https://ww E-mail kp@kawai カバーデザイ 下がり始めた。Pが滑車に衝突すること (ア) Qの加速度の大きさαと, Q が床に達するときの速さを求め (イ) Qが床に達した後,P はやがて斜面上で最高点に達して止まった。 Pが動き始めてから止まるまでに移動した距離とかかった時間t を求めよ。 (富山大 + 横浜国大) 17 基質量 M の気球B (内部の気体も含む)が,質量 mの小物体Aを質量の無視できる糸でつるして 定の速さで上昇している。 重力加速度をg とし, 空気の抵抗および物体Aにはたらく浮力は無視でき るものとする。 黒緑は (4) 動摩擦係 (5)空気の抵 19 基 なめ S3からなる目 上に,質量 v B るように置 さは面S (1) 糸の張力Tはいくらか。 AO (2)気球B にはたらく浮力Fはいくらか。 また, 外部の空気の密度を p とすると,気球の体積Vはいくらか。 物体Aが地面からんの高さになったとき,糸を切断した。 (3) A が地面に到達するまでに要する時間 to はいくらか。 (4)糸が切断された後,気球がさらにんだけ上がったときの気球の速 さu はいくらか。 (信州大) 体BとAの Bを初速 vo は運動をは BがA上 るBの速さ そのときの (5)

16(2)の(イ)において、解説を見ても等式がなぜそうなるのかが分かりません。どなたか解説して欲しいです🙏

16 基 水平な床から30°傾いた斜面上に 平 3' 質量mの物体Pがあり,質量Mの小 物体 Q と滑らかな滑車をかいして糸で 結ばれている。Pと斜面の間の静止摩擦 係数を1.3.動摩擦係数を1とし、重 m P M 30° 2√3 力加速度をg とする。 08 (1)P と Q が静止しているためのMの範囲をを用いて表せ。 (2)床からのQの高さをんとし,M=2mとして静かに放すと,Qが 下がり始めた。Pが滑車に衝突することはないものとする。 (ア) Qが床に達するときの速さを求め Qの加速度の大きさと, よ。 (イ)Qが床に達した後,Pはやがて斜面上で最高点に達して止まった。 Pが動き始めてから止まるまでに移動した距離lとかかった時間t を求めよ。 (富山大 + 横浜国大)

14の(2)において、なぜ静止摩擦力Fが左向きの力になるのか、また小物体Pにはたらく力がなぜ図のように考えられるのかが分かりません。普通重力のmgを(1)のように分解して考えちゃいませんか？どなたか教えて欲しいです🙏🙏🙏

321の(3)において、うなりの回数を求めるときは最初に絶対値をつけると思うのですが、なぜ解答は絶対値が外れているのですか？解答する際は必ず絶対値を外さないといけないのでしょうか？教えて欲しいですお願いします🙏

305の問題の(2)がよく分かりません。特に解説の赤線で引いてるところが理解できません。(1)と(2)っておんさが直角になるだけでそんなに変わるものなんですか？教えて欲しいですm(_ _)m

きるものとし、重力加速度の大きさを9.8m/s とする。 また、弦を伝わる波の速さ [m/s] は, 張力の大きさ を S[N],線密度を p[kg/m] とすると, (1) 弦を伝わる波の波長 [m] を求めよ。 (2) 弦を伝わる波の速さ [m/s] を求めよ。 (3) このときの振動子Pの振動数f [Hz] を求めよ。 と表されるものとする。 305 おんさと弦の共振知 図1に示すように,おんさ の振動部Aに糸の一端をつけ、滑車を通して他端におもり をつるした。おんさの振動数は60Hz, AB間の糸の長さ は 2.0mである。 おんさを振動させたところ,腹が6個の 定在波ができた。 2.0kg 例題 57,313,314 2.0m A B 60Hz 図 1 おもり -2.0m (1) 糸を伝わる波の速さ [m/s] を求めよ。 UA B (2) (1)で,おんさと糸との関係を、 図2のように変えたと きできる定在波の腹の数はいくつか。 例題 57 図2 作図 306 気柱の振動知 長さが 0.60m の閉管内の気柱があ る振動数の音で共鳴した。 このとき,管の底以外に定在波 の節が1か所あった。 音の速さを3.4×10°m/sとし、 開口 端補正は無視する。 0.60 m (1) 閉管内にできる定在波のようすを図示せよ。 (2) 気柱内の音波の波長は何mか。 (3) 気柱内の音波の振動数fは何Hz か。 例題 58 ・気柱の共 OB の管口か (1)この音 (2) この (3) 位置 (4) ピス 310 して 管の 長さ 補工 (1) (2) とき (3

この問題の(3)がよく理解できません。詳しく解説して欲しいです。お願いしますm(_ _)m

0 の位置 の位置 x〔m〕 が経過 形 基本例題 32 定在波(定常波) 153,154 解説動画 x軸上を要素の等しい2つの正弦波 a, b が,互いに逆向きに進んで重 なりあい、定在波が生じている。 図には, 波 a, 波 b が単独で存在したときの,時刻 t=0s における波a (実線)と波b (破線) が示してある。波の速さは2.0cm/sである。 (1) 図の瞬間(t=0s) の合成波の波形をかけ。 (2) 定在波の腹の位置x を 0≦x≦4.0(cm) ↑y[cm] a の範囲ですべて求めよ。 0 12 13 4 x[cm] (3) t=0s の後,腹の位置の変位の大きさが 最大になる最初の時刻を求めよ。 -1 -2 指針 定在波では,まったく振動しない所(節)と大きく振動する所 (腹)が交互に並ぶ。 解答 波波bの波長 入=4.0cm 周期 T=_4.0 =2.0S V 2.0 (1) 波の重ねあわせによって 図1 Ay[cm] 2 1 0 a 合成波 4 |x〔cm〕 x〔m〕 波形を示す (2) 図1の合成波の波形で、変位の大きさが最大 となる位置が腹の位置。 -1 -2 図1(t=0) ↑y[cm] 合成波 6.0 t[s] 振動を示す x=1.5cm, 3.5cm 8 (3) t=0s (図1の状態)の後,波 a,波bが 1/3 ずつ進むと、図2のように, 山と山(谷と谷) が重なり,腹の位置での変位の大きさは最大 になる。 進む時間はTだから 1=1/21=20-1 -= 0.25s 8 2 11 O 13 4 x[cm] -1 -2 図2(t=1/27)

基本例題30において、周期Tが4.0sなら図bの場合だけでなく次の写真の場合もあるのではと疑問に持ちました。どなたか図bに定まる理由を教えて欲しいです。お願いします🙏

の位置と (3) 変位 y=0 となっている位置O, Q, 149,150 解説動画 QEEL 基本例題 30y-x図とy-t図 図は、x軸上を正の向きに速さ2.0m/s y[m] で進む正弦波の時刻 t = 0s での波形を表 1.5 す。 位置 x = 8.0mでの媒質の振動のよ 4.0 18.0 x (m) うすを y-t図に表せ。 -1.5| 指針 y-x図は波形を, y-t図は振動を示す。 わずか y[m]↑ に時間が経過したときの波形をかき, x=8.0m の点の媒質がどのように動くかを調べて, y-t 図に正弦曲線をかけばよい。 わずかに時間が経過 -したときの波形 1.5 8.0 4.0 x(m) 解答 t=0s の波形から, 波長は 入=8.0m である。 -1.5 波形を示 波の速さの式 「v= =」より、周期は 図 a T=18.0 amy[m]t y〔m〕↑ =4.0 s 1.5 2.0 わずかに時間が経過したときの波形をかくと図 0 aのようになるから, x=8.0mの位置の媒質は 12.0 4.0 は1.5mであるから, y-t図は図bのようになる。 下向きに動く。 t=0s での変位は y=0m, 振幅 -1.5 図 b 6.0t[s 振動を示す

(4)で黄色のラインのところで、3/2や5/2が出てくる理由と立式の仕方が分かりません。解説お願いします🙏

和田145 熱機関②ある熱機関を用いて, 1.0molの単 [Pa 3847 4849 原子分子理想気体の圧力と体積を右図のように, A→B→C→D→Aの順に変化させた。 状態 A 3p 〔P〕, Vo [m], To [K] であった。 (1) 以下の各区間について, 気体が熱を吸収した C B 1 区間はどれか。 また, 熱を放出した区間はど #d> Po れか。 A(T[K]) D 8. ア A B V[m³] (イ) B→C (ウ) CD 0 4V Vo (H) DA (2) 状態 A, B, C. D を内部エネルギーが高い 順に並べよ。 (A→B→C→D→A間)に気体がした正味の仕事を求めよ。 1サイクル (3) (4) この熱機関の熱効率を求めよ。