力学・剛体の問題です。 (1),(2)は恐らくこれかな？という解を求めましたが、(3)以降が分かりません。

以下の問1, II に答えよ。 zA I. 質量m、半径r、厚さ、高さんの密度が一様な剛体とみなせる円 筒(図1)が、水平な床の上を初速度の大きさ 、初角速度の大きさ woで投げ出され、倒れずに滑っていく運動を考える。円筒底面の中 心を原点とし、円筒とともに移動する座標系のz, y, z 軸および偏角 9を図1のように定義する。y軸の正の向きは常に円筒の進行方向と する。偏角0の位置にある円筒底面が床から受ける単位面積あたり の垂直抗力の大きさ N(0) と動摩擦力の大きさ F(6) の間には、μを 動摩擦係数として比例関係 F(6) = μN(0) があるとする。 b 図1 重力加速度の大きさをgとし、重力はz軸の負の向きに働く。また,円筒の厚さ6は半径rよ り十分小さいとする。空気抵抗の影響は無視して、投げ出された円筒の運動に関する以下の問 いに答えよ。 まず、回転させないで円筒を投げ出す場合 (wo = 0) を考える。 (1) 投げ出した円筒の底面全体が受ける垂直抗力および動摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 投げ出した円筒が動摩擦力を受けて静止するまでの距離を求めよ。 (3) 円筒に働く慣性力による原点まわりのトルクの大きさを求めよ。 (4) 投げ出した円筒が床の上を滑っているとき、円筒底面に働く垂直抗力は一様ではない。円 筒の前方(0 =T/2付近)と後方 (0 = ーT/2付近)のどちらの垂直抗力が大きいか、理由と ともに答えよ。 以下では、円筒底面に働く単位面積あたりの垂直抗力の大きさが N(0) = a+ Bsin0 と表せる と仮定する。ここでa,Bは定数とする。 (5) 垂直抗力による原点まわりのトルクの大きさをa, 8, r, bのうち必要なものを用いて表せ。 (6) 円筒が倒れずに滑っていくための条件をん, r, uを用いて表せ。 次に、右回り(z軸の正の向きから見て時計回り)に回転させて円筒を投げ出す場合(wo 0) を 考える。 (7) この円筒のz軸まわりの慣性モーメント「および円筒とともに移動する座標系での投げ出 した直後の運動エネルギーを求めよ。 (8) 円筒底面に働く動摩擦力の0依存性により、円筒の軌道は曲がる。その曲がる向きを理由 とともに答えよ。

基本例題のTの過程を教えてください🙇‍♂️

44 1章 力と運動 基本問題 89, 90, 99, 100 87.物 図のように,水平面上に置かれた質量 M[kg]の物体A に軽い糸をつけ, 軽い滑車を通して他端に質量 m[kg]の物 体Bをつり下げたところ,A.Bは動き始めた。このとき のA, Bの加速度の大きさと、糸の張力の大きさを求めよ。 ただし、重力加速度の大きさをg[m/s°], Aと面との間の 動摩擦係数を μ、とする。 基本例題14) 連結された物体の運動 M(kg] を加 A 定の とす ilkg B |m 88. NA → T 指針 A, Bは糸でつながれたまま運動す A ケ るので,両者の加速度の大きさは等しい。また, それぞれが糸から受ける張力の大きさも等しい。 各物体が受ける力を図示し,物体ごとに運動方程 式を立て,連立させて求める。 F 大 トTB オ Mg 解説 糸の張力をT[N], Aが受ける垂直 ヒ mg 抗力をN[N], 動摩擦力を F'[N]とすると, A, Bが受ける力は図のようになる。 Aが受ける鉛直 方向の力のつりあいから, N=Mgであり, 動摩 擦力 F'は, F'=μ'N=μ'Mg A, Bのそれぞれの運動の向きを正とし, 加速 度をa[m/s°]とすると, 運動方程式は, A:Ma=T-μ'Mg B:ma=mgーT …2 89 式の, 2から、 m-μ'M m+M 9[m/s"], T=- (1+μ) mM -g[N) Q= m+M 基本問題 T JU

⑵です。黄色いマーカーのところがわかりません なぜN＝mgを②の式に代入しなければならないのですか？ あと、静止摩擦力はμNと表記するものと思っておいていいのですか？　わかる方いましたらよろしくお願いします！ 上半分が問題文、下半分が解答です。

教えてください🙇‍♀️ 運動方程式を立てる 初期条件 その他考えられそうな問題

1. 図のように, 片端が固定されたバネ (バネ定数 (> 0)) の別端に質量 7 の質点がつながれてい る。バネは水平に設置されており, 物体はバネが横たわる直線に沿って運動する。物体が運動す るこの方向に z 軸をとり, z 軸の原点をバネが自然長のときの物体の位置とし, ばねが伸びる向 きを正向きとする (図参照)。時刻#における物体の座標を z() と表す。物体には, バネが及ぼ すフックの力と, 動摩擦力が作用しており, 動摩擦力の大きさは げ である (げ は正の定数)。空気 抵抗は無視できる。はじめ, 物体を座標 ー-,: のところに静止した状態で手で固定し (ア は正の定 数) , ょ= 0 に静かに手を離すと物体は動き始めた。以下, 物体が動き始めてから, 物体が最初に 静止するまでの間について考える。 自然長 OM夫。 > 0 0000較3。 0 の(9 以下, どのような問いが作りえるかを予想して準備してください。 ただ, 試験では, 自分が用意した答えにとらわれずに, よく問題を読んをで, その場でよく 考えて解 答してください。的外れなことを書いたのでは, ほとんど得点できません。

これ合ってるか採点お願いします。

問 4 右の図 3 のように水平なた床の上にば ね定数 た のばねを水平に設置し、一方の端 を固定した上で他の端に質量 の物体を GL 置いた。 物体に押し込んでばねが自然長か OS ら d だけ縮ませ、 静かに手を離すと物体は 図3 ばねが自然長になつたときばねから離れ, そ の後距離 7 だけ移動して停止した、床と物体の問の運動産拉係政を 重力 加速度の大きさを g としで以下の問いに答えよ。 (1) ばねを縮ませてから物体が停止するまでの力学的エネルギーの姿化 Apニ 所一玉 を表す式として正しいものを次の選択村から選びその番号を答えよ。 Q① -mgd ⑨ -me(d+) (@ jk ③⑤ -3kd @⑥ kg ⑯ -kg (3) 物体が運動を始めてから停正すずるまで運動摩擦力がした仕事 IP, を表す 式として正しいものを次の選択欄から選びその番号を答えよ。 Q① /ak7x09 。ぐ⑨ 一/誠299 (OS/4 Q) 一点mg) ⑤ 広9(d+) ⑯ -g(d+9 (3) m = 1.2 kg, た= 20N/m 9 ョ 9.8m/s2、d =0.20m,7 = 0.Qm のとき 広 を有効数字 2 桁で玉めよき た- Ak44(なの 胃0中 』誠 ー ュー 4 の誠(の k〆 _ 249(みの

写真の問題の解答は (1)-3gsin/200 (2)10 (3)-10 なのですがなぜそうなるのか分かりません… 解説をお願いします🙇‍♂️

課題2 粗い水平な床の上にばね定数 200 Nm のばねを横たえ、一端を壁に固定する。も う一端に質量 3 kg のおもりを役げて床の上に置く。おもりと床の間の静止摩擦力の大きさ の最大値が 20 N であり、おもりと床の間の動摩擦力の大きさは 12 N であるとする。ばね の自然長の位置を原点とし、ばねが伸びる方向に x 軸を取る。以下の問に答えよ。 ( 1 ) おもりが静止していられる最大の伸びの大きさを答えよ。 ( 2 ) おもりが +x 方向に運動している時、おもりにかかる合力の x 方向の成分がゼロに なるような位置の x座標を答えよ。 ( 3 ) おもりが -x 方向に運動している時、おもりにかかる合力の x 方向の成分がゼロに なるような位置の x座標を答えよ。

この問題を解く過程を教えてください。 物理が苦手なので質問するかもしれません

課題2 粗い水平な床の上にばね定数 200 Nm のばねを横たえ、一端を壁に固定する。も う一端に質量 3 ku のおもりを繋げて床の上に置く。おもりと床の間の静止摩擦力の大きさ の最大値が 20 N であり、おもりと床の間の動摩擦力の大きさは 12 N であるとする。ばね の自然長の位置を原点とし、ばねが伸びる方向に x 軸を取る。以下の問に答えよ。 (1 ) おもりが静止していられる最大の伸びの大きさを答えよ。 ( 2 ) おもりが +x 方向に運動している時、おもりにかかる合力の x 方向の成分がゼロに なるような位置の x座標を答えよ。 ( 3 ) おもりが -x 方向に運動している時、おもりにかかる合力の > 方向の成分がゼロに なるような位置の x座標を管えよ。

物体が互いに静止している時を静止摩擦力 互いに運動してる時を動摩擦力 片方が運動でもう片方が静止してる時は↑のどちらでもなく普通に摩擦力ですか？

解答解説お願いします

しmm かる。。らの 問題 1 水平方向を 内の正方向、 鉛直上向きを り 軸の正方向とし、 地面の位置を 0 とする ト ー 生 ※炊で与えられたと 座標系内を物体が運動し、時刻# (秒) における位置 (zg 座標中の座標値) が次で与えら# 孝る。なお、位置の単位は 才 (メートル) で与えられ、時刻!は正のみを考える。 (9) = 2.84 (0 = 15.4二2.17 - 4.9だ (1) 時刻# (秒) における、速度ベクトルと加速度ベクトルを求め、この運動の名称を答えよ。 (2) 時刻三 0 における、物体の「位置」」および「速度ベクトルの大きさ」を求めよ。 (3) この物体が地面に着くのは何秒後か ? またその時の z 座標を求めよ。 問題 2 図のように水平な台の上に質量 A7 の物体 A を置き、糸をつけて軽い滑車を通して、糸の他端に 質量 7 の物体 ほ をつけた。台の表面は粗く、その表面を運動する物体 A には動摩擦力が働く。 動摩擦係数を / とする。また、重力加速度を 9 とし、物体A (B) の加速度は右向き (下向き) を正とする。 (1) 物体 A を静かに放すと物体 B に引かれて運動を始めた。 このときの物体 A と物体 B に対する運動方程式を立て、 運動中の加速度 。 と糸の張力 7 を求めよ。 (2) 物体 A を左に弾いた。すると、物体 A は左に動き出し、 静止したのち右に向かって移動し始めた。物体 A が左に 動いているときの運動方程式を物体 A、物体 B のそ それぞれ に対して立て、加速度 。 と糸の張力 7 を求めよ。

(c)(d)(e)を教えて欲しいです

5. 断熱壁でできた体積一定の筒状容器の中に、断熱壁L をはさ んで気体 A と気体 B を充填した。壁L は、固定をはずすと動 くことができ、容器の壁との間の最大静止摩擦力は無視できる ほど小さいが、動摩擦力は有限であるとする。 断熱壁エ上 はほか と熱のやり取りをせず、体積変化もないため、その内部エネル ギーは変化しない。 はじめ、壁[は固定してあって、 気体 A が気体B より高圧だっ た。その後、壁L の固定をはずした。それから十分時間が経 つまでの間に、和気体 A がした仕事を I、、気体 B がした仕事 を Im、壁【 と容器の壁の間の摩擦のために発生した熱を Q、 気体 A, B の内部エネルギーの増加をそれぞれAO、, AO』 とす る。なお、摩擦熱 つ は、半分が気体 A に、残りの半分が気体 B に与えられたとする。また、摩擦で壁が削れる効果 (やその ための壁物質の内部エネルギーの増加) は無視できるとする。 以下の問いに答えよ。なお、例えばa. b. d, e.c のように順番 を変えて答えてもよい。 断熱壁でできた体積一定の容器 ee] ど! 固定をはずすと左右に動ける断熱壁L (a) PA, Is の符号をそれぞれ答えよ。 (b) AC、 を、 !、 と 0 を用いて表せ。 同様に、 AOs も求めよ。 17 (c) IWA| とTPG| は等しいか。 等しくない場合はどちらが大 きいか答えよ。理由 (または導出過程) も書くこと。ただ し、壁 が受ける動摩擦力は十分大きく、壁は一方向に しか動かなかったとする。 (d) AA + AO は、正、負、ゼロのいずれであるか、理由を つけて答えよ。 (e) ⑦ を、T、 と IT を用いて表せ。