(3)がわかりません。教えてください

【10】: 思考・判断・表現 図のように、長さ L の伸び縮みしない軽 い糸の端に質量mの小球を取りつけ、他端を点 A に固定す 小球 L BO L る。点Aから距離 2 だけ真下にある点 0 には細い釘があ り、糸は釘にかかる。 A 2 O ST 0 小球は鉛直面内のみを運動し、 空気抵抗は無視できるものとす る。 重力加速度の大きさをg として、次の問い (1)~(5)に答 初めに、糸がたるまず水平になる位置 B から小球を静かにはなした。 (1) 小球が最下点 C を通過するときの速さを求めよ。 (2)糸が釘にかかる直前の、 糸の張力の大きさを求めよ。 (3) 糸が釘にかかった直後の、 糸の張力の大きさを求めよ。 次に、小球を位置 B. にもどし、 小球に下向きの速さを与えた。 00 (4) 小球を点 A に到達させるために必要な、小球に与える下向きの最小の速さを求めよ。 COD

この問題に関して質問です。 （ハ）の解説で2行目の式から3行目の式にどうすれば変換できまか？ 教えて頂けると助かります

3 重力波はアインシュタインの一般相対性理論により約100年前に予言された, 空間の伸び縮 みが横波として伝わる現象である。 2016年に重力波の初めての直接検出が報告され,現在では世 界的に観測が行われている｡ その基本的な原理はマイケルソン干渉計によるものである。 図のようなレーザー光源を用いた装置で, 光の干渉を利用して微小な距離変化を測定する。 装 置は、真空中にあるとする。 レーザー光源から出た光の進行方向をx軸の正方向に取る。 レーザー 光源は軸上の<0の位置にある。原点Oに軸に対して45°傾けて設置された厚さがじゅう ぶんに薄いビームスプリッターにより、レーザー光は半分透過し、残りが反射する。 透過した光 はそのままぁ軸上を進み, z=L+Xの位置にある鏡1で全反射する。 一方,原点で反射した 光は軸に垂直な方向に進行する。 この進行方向を軸の正方向に取る。 y軸上を進行した光は、 =L+Yにある鏡2で全反射する。 鏡1と鏡2で反射した光は再び原点0で半分に分けられ、 部がy軸上の負の位置にある点Dの光検出器に入射する。 これにより, AOBOD という経路の光 と, AOCOD という経路の光が干渉し、 検出器で観測される。 レーザー光の波長を入とする。 簡 単のため、 透過や反射による位相の変化はないものとする。 鏡の動きは光速と比較してじゅうぶ んに遅く、 入射する光と反射する光の波長は変化しないとする。 以下の問に答えよ。 (イ) 点Dで光が強め合う条件を,L,X,Y, 入および整数mより必要なものを用いて表せ。 (ロ) 鏡2をY = 0 の位置で固定したまま鏡1を X = 0 の位置から軸上を正の向きに距離 α だけ動かした。 鏡1を動かしている間に点Dで光の干渉を観測したところ、 弱め合いが N回 観測され、移動後は,ちょうど強め合っていた。 ① を L, N, 入より必要なものを用いて表せ。 重力波によって空間の伸び縮みが生じると, x,y 軸方向の光路が時間に依存して変化する。 そ こで鏡1と2が微小な単振動をするモデルを考え, X(t) = Acos (wt), Y (t)= Acos (wt+Φ) と表す。 ただし, A > 0, w ①,0≦2とする。 ここでは重力波のやってくる方向に よって決まる定数である。 (ハ) 光路差が時間によらず0となるとき, 重力波は検出できない。 このときの中の値を答えよ。 (-) 光路差の大きさをf(Φ) sinwt + t + 2/2) | の形に表すと、f(Φ) = K sin0 となる。 ただし, K はによらない正の定数である。 K と 0 を、 それぞれL, 入, A, Φより必要なものを用いて表せ。 (ホ) さまざまなの値に対するf(Φ) の最大値をL,入, A より必要なものを用いて表せ。 (へ) A = 1 x 10-21L, X = 1 × 10-6mのとき, 問 (ホ)の光路差の最大値をレーザー光の波長 入 の 4 x 10-10倍にするには, Lを何km にする必要があるか。 有効数字1桁で答えよ。 実際の重力波干渉計では、図のような装置にさらに鏡を追加してレーザー光を往復させ、 実効 的な光路長を長くする。そのため、実際の装置の大きさは,問(へ)のLの値より小さい。 201 w710-al 532 9 X 3275 6 IT レーザー光源 200 #31 37 エイ 37 L+Y [D 鏡 2 ビームスプリッター 鏡1 = Bª L+X 光検出器 Acasat sma -A sinut eard + Ato sulle Ksmo smot cov? + covul sm f v/ - In 4. JA 27-

問3で私の答えが5番になったのですが答えは2で、どこが違ってきているか分かりません。

- Cosy) 9 0 分 直後での運動量保 **第18問 次の文章を読み、下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 【10分 図1のように水平な床の上に半頂角0の円錐をその軸が鉛直になるように固定 した。円錐の頂点から質量mの小球が長さの軽い糸でつるされており、円錐 と接しながら角速度で等速円運動をしている。 糸は伸び縮みせず。円錐面はなめ らかである。ただし、重力加速度の大きさをgとする。 とする 0 問 等速円運動の周期はいくらか。 正しいものを、次の①~⑥のうちから一 つ選べ。 T= 1 会 20 mgsin+lucos²8) O' m (gcose + lu'sin¹0) 2x W w² (r-mlsing) = gross and rw²³-mew singsing cos 問2 小球が糸から受ける張力の大きさSはいくらか。 正しいものを次の①~8 のうちから一つ選べ。 S 2 17 W 2x 2 m (gsinf-lo cos³0) mr W=gsind cost + me ursing 4mgcost-la'sin³0) mairt (gos + sin() W² = [sing wire w f =mrw² (0) (050)-1) b = 2,415 M Tsint F Tco₂0 mg J 20 I (groso + lu² sino) cost = g U₁² 11 groso sino 問3 をいろいろ変えて小球を等速円運動させるとき、小球にはたらく垂直抗力 の大きさは図2のように変化した｡ 図2のc)はいくらか。 正しいものを､下 の①⑤のうちから一つ選べ。 03 m = mg sing w²=lgsing 〒53 0 mr 4 masin mg (050+ lw²siño) = [ 9 V Isin __w² T mut sing gcos T mg sine + N mg coso 2 QF mg 1030 Im CO₂O mg Burg mycose + ml wsing T T my co me sinfu = ((stein² ou ² ) 9 Icos my cosp 図2 Ex mg = m + cos w² g r como e COD w² mgsing N mesingumasing macoso I + me sinow sint ex=lsing gsin 1 Tsing BSAJN + == T-mg cose my 00 Aug Tcose + Nsin0 = mg) Ttanf Too 30 My he ca = 3 mrw² mg _ru tand: g w² wid. ₂N

考えても、解法を思い浮かばないので教えてくだされば幸いです。

【確認例題6】 なめらかな水平面にばね定数kの軽いばねが 一端を固定されて置かれている。 他端に質量 mの物体を押しつけて, ばねが自然の長さから dだけ縮んだ状態にして静かにはなす。 また, 傾き角0, 高さんのなめらかな斜面が水 平面となめらかにつながっている。 物体は加速して, ばねから離れ,やがて斜面を上っ た。 重力加速度の大きさを」とする。 (1) ばねをdだけ縮めた状態で, ばねの弾性力による位置エネルギーを求めよ。 0000000000 TO h (2) ばねが自然の長さより だけ縮んだ状態のときの物体の速さを求めよ。 3d 5 Cod pen (3) ばねが自然の長さのとき. 物体がばねから離れた。 離れたときの速さを求めよ。 (4) 物体が斜面を上り斜面の最高点から飛び出した。 最高点での速さを求めよ。 (5) 物体が斜面の最高点から飛び出すためには, dはいくら以上でなければならないか 求めよ。

斜面の物体の分解は斜面に平行な方向に分解するんじゃないんですか？ どなたか教えてくださいm(_ _)m

- 60. 斜面上での力のつりあい 図のように, 水平とのなす角が30° のなめらかな斜面上に, 質量 m[kg]の物体を置き, 水平方向に力を加えて静止さ せた。重力加速度の大きさをg [m/s2] とすると,加 えた力の大きさは何Nか。 130° m[kg]

これのグラフの書き方がわからないです、、 とくに-0.4m/sのときに5sになる所、−0.6m/sのときに6sになるところの計算の仕方を教えてください。

きさ s) ◆発展問題 24, 25,26 P 発展例題2 等加速度直線運動 斜面上の点Oから, 初速度 6.0m/sでボールを斜面に沿 って上向きに投げた。 ボールは点Pまで上昇したのち,下 降し始めて,点Oから5.0m はなれた点Qを速さ4.0m/s で斜面下向きに通過し, 点Oにもどった。 この間, ボール は等加速度直線運動をしたとして, 斜面上向きを正とする。 (1) ボールの加速度を求めよ。 FRE 16.0m/s at d (2) ボールを投げてから, 点Pに達するのは何s後か。 また, OP間の距離は何mか。 (3) ボールの速度vと, 投げてからの時間 t との関係を表す v-tグラフを描け。 10 (4) ボールを投げてから, 点Qを速さ 4.0m/s で斜面下向きに通過するのは何s後か。 また, ボールはその間に何m移動したか。 v[m/s〕↑ 6.0 OP間の距離 PQ間の距離 指針 時間t が与えられていないので 「v²-vo²2=2ax」 を用いて加速度を求める。 また, 最高点Pにおける速度は0 となる。 v-tグラフ を描くには、速度と時間 t との関係を式で表す。 ■解説 (1) 点0 Qにおける速度, OQ 間 の変位の値を「v²-v²=2ax」に代入する。 0 1 2 3 4 5 6 t〔s〕 -4.0 (−4.0)²-6.02=2×α×5.0 a=-2.0m/s2 - 6.0 (2) 点Pでは速度が0になるので,「v=vo+at」 Codes time から, 06.0-2.0×t (4) 「v=vo+at」 から, -4.06.0+(-2.0)×t t=3.0s 3.0s後 1240 t=5.0s 5.0s後 OP 間の距離は,「x=vot + 12/2012」から、 ボールの移動距離は, v-tグラフから, OP 間 の距離とPQ間の距離を足して求められ x=6.0×3.0+ 11/12/2 x (-2.0)×3.0²=9.0m 6.0×3.0 (5.0-3.0)×4.0 2 + =13.0m 2 (3) 投げてから t [s]後の速度v[m/s] は, 「v=votat」から, v = 6.0-2.0t v-tグラフは,図のようになる。 Point v-tグラフで, t軸よりも下の部分の 面積は、負の向きに進んだ距離を表す。 1 物体の運動 11 5.0m_

この問題の解き方が全然わからないです、よかったらお願いします🙇‍♀️

物 理 1(配点 33点) 図1のように,一様な正方形の板から円筒をくり抜いた物体Qを,なめらかな水平 面上に置く。物体Qの円筒の半径はrで, 円筒面はなめらかである。円筒の中心を点 0とし,AOB および COD をそれぞれ板の各辺に平行な直径とする。水平面にはガイ ドが取り付けられており, 物体Qは水平面上をガイドに沿って AB方向になめらかに 動くことができる。なお, 図2,3,4は,この装置を鉛直上方から見た図である。 ガイド B 0 ガイド 図1 はじめ,図2のように, 物体Qを動かないように固定しておく。質量 m の小球Pを 物体Qの円筒面に接するように水平面上に置き, 円筒面に沿って初速0を与えたとこ ろ,Pは水平面上をQの円筒面に沿って等速円運動をした。 ガイド Q 固定 P. Vo 10 A B r D ガイド 図2 水平面

この問題なのですが解き方がよくわかりません😵💦 答えもまだわからないのですがどなたか教えて下さい🙏