この図でNsignθが向心力になる理由を教えてください

2024年度 外部試験利用 物理 96 T さく無視できる。 図のように、車が線分 00' から角度0 ( 199 ED O<< の位置にある円周上を 2 水平面上に固定された半径の半球の内側を走行する車を考えよう。 走行面は点で 走行面を直上方から見た図である。 車の質量はmで大きさは半球の半径と比べてじゅうぶんん としている。 図1は走行面を点Oと半球の中心O' を含む鉛直面で切った断面図である。 している場合を考え、この円周を角度0のレーンと呼ぶことにする。 以下では、一定の速さを 保ちながら一定の角度0のレーンを走行できる条件について考える。 重力加速度の大きさをまと する。 次の間に答えよ。 まず,走行面と車の間に摩擦が働かず, 一定の角度のレーンを走り (イ) 車が走行面より受ける垂直抗力の大きさ N をm, 9, 0 を用いて表せ。 (口) cosb を,,eを用いて表せ。 られる場合を考える 次に、車の進行方向に対して垂直に摩擦力が働く場合を考えよう。 車を進行方向に対して と書くことができる。Fの大きさと横すべり摩擦力の大きさの最大値が等しくなる0は1つ に横すべりさせようとする力は, 重力と遠心力のうち図1の半球の接線方向を向いた力の合力 きの力であり、車の横すべりを防ぐ。 横すべり摩擦力の大きさの最大値はμを正の定数としてい である。 この力Fに対して 「横すべり摩擦力」 が働く。 横すべり摩擦力はFと同じ大きさで は2つ存在する。 このような日が2つある場合のそれぞれを 01, 02 とし, 01 < 00 < 02を満たす とする。 (ハ) 01, 02 に関して成り立つ以下の式の 1 から 4 には + またはの記号が入る。その を答えよ。 v2 gr sin by (tan 01 1F) 2μtan Or 以下では、様々なぁの値を考慮した場合を考える。 v2 gr sin 02 (tan 0.23 ) 14 14 μtan02 (二) 車の速さ”が大きくなるほど01 は大きくなるが, tan 01 はある値以上の大きさになること ○はない。この値をμを用いて表せ。 述) 工学院大 (木) (^) 「3図のように, 滑らかに動くピス モルの理想気体を封入した。 大気圧 車の速さが小さくなるほど 02 は小さくなるが, tan A2 はある値未満の大きさになること 朱神 はない。 この値をμ を用いて表せ。 (へ)どのようなぁでも横すべりしないようなのが存在するためのμの条件を不等式で表せ。 O' mi 温度T)の状態でつりあいの状態 がPになるまでゆっくりピスト さらに、ピストンに加えた 絶対温度になった状態 C- 力を減少 圧力が最初 気体の定圧モル比熱を Cp, CRから必要なものを用し 解答欄には横軸を体積 が一定であるような状態 (状態B, 状態 Cぉ。 切な位置に P2 を言 (状態Aから状態 き、変化する向 (i) 状態 Aから状態 ある部分の面積 〔解答欄 〕 圧力 P2 P ロ) 状態Bから状 ハ) 状態Bからも 二) 状態 A から ホ) 状態 Cから 水平面 2r 2T 図1 図2

高一物理の問題です。（カ）を求める時力学的エネルギーE＝Woutとなるのはどうしてですか。

イ Jの仕事をし、低温側の熱源に ある熱機関の熱効率が 0.40 であった。 この熱機関が高温側の熱源から受け取る熱量が 140000Jであるとき、この熱機関は ウ Jの熱量を放出す る必要がある。この熱機関は低温側の熱源として冷却水 5.0kg を 10℃の温度で取りこむとする。 低温側の熱源に放出した熱量のうち30%が冷却水に吸収されたとすると、冷却水は エ Cに なる。この熱機関によって得られた仕事を用いて、水平で摩擦のない平面上に静止していた質 量1.6kgの物体を、 水平面上で速さ20m/sまで加速した。 この物体が得た力学的エネルギー は オ Jである。 この仕事を行うためには、 熱機関に高温側の熱源から カ Jの熱量を与え る必要がある。

物理運動量の問題です。問3で力学的エネルギーの差を求めている奴で、なぜ解説には位置エネルギーが描いてないのですか？E0はMGHでE1は落ちる直前なので0と考えました。教えてください

Vo る。 右向きを正と をV とすると, 運 OL m v M 大きさは 01 Vy Do 問1点0を原点とし, 水平右向きにx軸,鉛直下 向きに軸をとる。 小球はx軸方向には速さの 等速運動をして、時間に距離Lを進むので 1 2m M L=vot1 1 m④ 2M ゆえに= 成分は musin ので、運動量保 量の成分は L Vo 2 By とすると 問2 壁がなめらかなので, Pでの衝突前後で小球の 速度の成分は変化しない。 したがって,小球は y 軸方向には自由落下運動を続け, 時間に距離 を落下するので -usin A h= gt22 ゆえに t2= 2h g ⑤ 問3 小球は壁との衝突の前後で運動エネルギーを失 う。Pで衝突した直後の小球の速度の成分の大き さを とすると, 反発係数がeなので 01 Vo ゆえに v = evo また, 衝突の前後で小球の速度の成分は変化しな い。よって,Pでの小球の速度の成分を vy とす ると,衝突の前後で小球が失った運動エネルギーは AK= = ½m (v²+v,²³) — — — m (v₁²+v, ³) = 1½ m (v₁²+v,³) — — — m{ (evo)² + v,²} =1/12 -(1-e²)mvo² 小球の0 から P, PからQの落下運動では,重力 のみが小球にはたらくので, 小球の力学的エネル ギーは保存する。したがって, 0 から Q の運動で 力学的エネルギーはPでの壁との衝突で失った運 動エネルギー 4K だけ減少する。 よって Eo-Ei=- (1-e²)mvo²

（2）の答えが違ったのですが、どこが違うのかが分からないので教えてください。

演習 2-1 図のように、なめらかで水平な床と鉛直な壁があり、 角度 30°のなめらかな 斜面をもつ質量 Mの台Aが、床と壁にぴったりと接して置かれている。 壁の点〇に軽 い糸の一端を固定し、他端に質量mのおもり B をつけて斜面上の点Bに置いた。この とき、糸と斜面のなす角は 30°であった。重力加速度の大きさをgとして、以下の問い に答えよ。 (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2)床から台Aにはたらく力の大きさ、および壁から台Aにはたらく力の大きさをそ れぞれ求めよ。 ケヤ 大 30° 車 B A 30° 0

(1)の下から2行目、(2)の式変形、(3)の最後の行が分からないので教えてください🙇🏻‍♀️

ここがポイント 11 投げた位置を原点として,水平方向に x 軸を、 鉛直方向下向きに軸をとる。 小球の運動は 向には、初速度の水平成分 v COS 30° の等速直線運動、 鉛直方向には、 初速度の鉛直成分 vosin 30 直投げ下ろし運動となる。 各方向ごとに速度の式, 変位の式を立ててみる。 Vox x 1 解答 初速度の x, y 成分は √3 ~30° Vox = VoCOS 30° Vo Voy Vo 2 11 Vo (5) Vox 30° Voy 2 Vo 1 2 Voy= Vosin 30° (1) y 軸方向には初速度voy の鉛直 投げ下ろし運動をする。 「y=cnt + 1/2gt2」より h = 1/1 vot vo=√gh を代入して整理すると 0x 水面 h Vy sin 30° cos 30°= 12 √3 2 2 別解 2次方程式 公式より h 8h + y g g g t= 2 h t² 2+√1-24-0 =0 g g より(1-1+2=0 h2 t> 0 であるから t= g AA h ± 3. 20 h 11 斜方投射 知 図のように, 水面からの高さんの位置 から 小球を水平に対して30°の角度で斜め下方に速さ ghで投げ出した。 g は重力加速度の大きさを表す。 次の問いに,h, g を用いて答えよ。 (1) 小球が水面に達するまでの時間を求めよ。 (2) 小球を投げた位置から着水点までの水平距離を求めよ。 (3) 着水する瞬間の小球の速さを求めよ。 ➡ 5,6,7 h Vo 130° 水面

この問題の解説をお願いしたいです。答えは5.6、45°です。

30 3.0 3 類題25x軸上を速さ2.0m/sで正の向きに進む質量 0.20kgの小球Aと, y 軸上を速さ6.0m/s で正の向きに進む質量 0.10kg の小球Bと が座標軸の原点で衝突し, 衝突後, 小球 A は速さ1.0m/sでy軸上を正の向きに進ん だ。 このとき, 衝突後の小球Bの速さ v' [m/s] と, 小球Bの進む向きがx軸の正 の向きとなす角0 [°] を求めよ。 √2 = 1.41 とする。 1.0m/s A B 2.0m/s A (0.20 kg) 0 6.0m/s B (0.10kg) ヒント 衝突後の小球Bの速度のx, y 成分をux', by' [m/s] とおいて, 式を立てる。 x 4A7

黄色のところが理解できません！ 教えてください！！

例題243 力のつり合い 図のように, 天 A C 井から垂らした2 45° 45° 本の軽い糸を結び、 その結び目Bを 10√2 Nの力で BY 引いた。 糸 AB 10V2N と糸 BC の張力を 作図せよ。 また, その大きさはそれぞれ何Nか。 ポイント つり合い = 0 合力 (解答 102 Nの力とつり合う上向きの力 を描き,それを糸の2方向に分解する。 このときにできる平行四辺形は正方形 だから,糸 AB と糸 BC の張力の大 きさは等しい。 よって, T:10√2 N=1:√2 ゆえに,T=10N A 〈45° C 45° TR T B 10√2 N

計算する時にこの3対4対5を使うのは 図が表示されている時だけにした方がいいのでしょうか

最高点 「bytosin0-gt」(p.51(3) 0=nsin 0-gt よって = 9 =rosin 8-t- gf (p.51(36) 式) より tosino-hy Posin = sin 0. g 2 sin) 'sin' (m) = 2g 下点では鉛直方向の変位が0となる。 「初めと同じ高さ bysin-t-1229」より 鉛直方向の変位は 0 0=nsint-1-12391-1201(2uusine) == g 10 問 (2) 水平な地面の の速さで打 (1) 最高点・ (2)小球が 20sin 0よりも= g 運動の対称性より、 = 2t として求めることもできる。 方向については, 「x = vocos ・t」 (p.51(34) 式) より コラ 15 vo2 sin 20 2002 sin cos 0 夏の夜 =mcos8.12= [m] g g St はその が最大になる0 を求めればよい。 0°≦≦90℃の範囲では 打ち上 ■201となり, I sin 20 =1のとき最大となる。 26=90° より= 45° 小球を 速さ 24.5m/sで図の に投げた。 重力加速度の大きさを 24.5m/s 5 Gast という) 20 合を考 運動を るとい この ーる。 平成分と鉛直成分の大きさ vox [m/s], voy [m/s] を求めよ。 したも 達するまでの時間 t [s] とその高さん [m] を求めよ。 25 間とと 達するまでの時間 t [s] と水平到達距離[m] を求めよ。 辺の比より,Do:voy: Vox = 5:4:3となる (vo は初速度の大きさ)。 し方 もす おい

h=1/2gt² の式が分かりません。 tは飛び出した地点に戻ってきた時の時刻ですよね？ 台車に衝突して戻ってくるということは 2h=1/2gt² では無いのですか？

26. <非慣性系における仕事とエネルギー 図のように、円弧状のすべり面をもつすべり台Aを固 定した台車が水平な床を右向きに一定の加速度 αで運動 している。 台車の上面は床に平行で, すべり台Aの左端 と右端の高さはそれぞれHとんである。 円弧の半径は H-hで,面はなめらかである。 重力加速度の大きさを gとする。 H 小物体 P 加速度 α すべり台AI 台車 株 (1) 質量mの小物体Pを, すべり台Aの円弧上で鉛直となす角0の位置にそっと置いたとこ ろ, 小物体Pは置かれた位置ですべり台Aに対して静止したままであった。 このとき, 加 速度αの大きさを求めよ。 (2)次に小物体を, すべり台Aの円弧上で台車からの高さHの点で台車に対して静止する ように置いてそっとはなすと, 小物体Pは円弧上をすべり すべり台Aから水平に飛び出 した。 この間における台車に対する小物体Pの速さの最大値 VM と, 飛び出す瞬間の台車 に対する小物体Pの速さVをそれぞれm, H, h, g, 0の中から必要なものを使って表せ。 (3)今度はすべり台Aの円弧上のある位置で小物体Pを同様にそっとはなすと, 小物体Pは 円弧上をすべり台車に対する速さ V ですべり台Aから水平に飛び出した。 その後, 小 物体Pは台車上面で1回衝突し, すべり台Aから飛び出した位置に再びもどってきた。 Vo mh, gの中から必要なものを使って表せ。 ただし, 面との衝突の際, 台車から見 た小物体の鉛直方向の速さと, 水平方向の速さは変わらないものとする。 [大阪大 改]

物理です(1)と(2)について教えていただきたいです

〇が近づき、 Q4. 絶壁に向かって10m/sの速さで船が進んでいる。 その船が 990 Hzの音を700s間発した。 音速を340m/s として次の問いに答えよ。 (2)別 (990×7個の音は t=990×7=6.6秒 1050 2310m (1) 7.00s開発した音波の長さは船の前方で何mか。 後方では何m か。 (3) 船上の人が聞く反射音の振動数を求めよ。 (2) 船上の人は絶壁からの反射音を何秒間聞くか (3別解)(990×7)個の波が2310mの中にあるので、 =2310 990x7 m. 船との相対速度350m/だか V=+スよりf=1050Hz (4) 急に20m/sの速さの向かい風が吹き出した。 船上の人が聞く反射音の振動数を求めよ。 (1)音波の先端は、340×7=2380m進み、その間に船は、10×7=70m進む 前方 2380-70-2310m 後方 2380+70=2450m (2) 反射音波の長さは2310m。船からは音波の相対速度は、340-(-10)=350m/s t=2310 2275 BY 6.6 6.6秒 別) ← 2310m 2310=10t+340tより、 350 を求める。 10t 340t (3) 壁の聞く音は、f' f= 340 340 (4)壁の聞く音は、f'(340-20) (340+20) (340+20) 340 340-10 ×990 壁はこの音を発し、船が近づく 340+10 xf=340+10. (340-20)-10 -x990 壁はこの音を発し、船が近づく、 f=(340+20) +10.f'=(340+20)+10(340-20)×990= 360 f=1050Hz (少し変わるが、誤差の範囲 340×990 = 340-10 350 x 990 330 f=1050Hz (340-20)-10 370×320×990=1050,3225 310 340 20% 10-3A スト 340