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理科 中学生

⑴についてです 答えは⑤でした どなたか解説よろしくお願いします

実験 1 2 ● 水平な台の上の線分 mn 上に, 鏡を垂直に立てた。 線分 mn と鏡の面との角度が135°になる位置まで鏡を回転 に入射してはいない。 させ,その近くの点Xに置いた光源装置から、 図1のように、最重量135° 線分 mn に平行な光を出した。この時点で,光源装置の光は鏡 Sさんは, 光の進み方や, 光の反射によって見える像について調べるため, 次の実験 1,2 行いました。 これに関する先生との会話文を読んで, あとの(1)~(4)の問いに答えなさい。景 の手組以上なのですね。 つな P R 実 (2) 珍 図 鏡に Y ① 鏡 (3 ③ 点Xに置いた光源装置からの光を出したまま、鏡を, 点Yを中心として時計回りに10°ず 3 A ・光 つ回転させていった。 その結果, 光は鏡の表面で反射して進むようになったが, 鏡を90°回 転させたところで, 再び鏡に入射しなくなった。 実験 実験 2 ! ① 水平な台の上に, 大きさが同じ鏡AとBを図2のよ 図2 うに合わせて垂直に立て, 鏡の合わせ目を0とした。 2 Sさんは, 0の正面である点に立って鏡を見て、 自分の全身が鏡にうつっていることを確かめた。 この とき見えた像は,左右の向きが実物と逆向きであった。髄:11: ③3 Sさんは, 点Zに立って鏡を見たまま, 角PとQが とします △鏡B Q ZS9 つねに等しくなるようにしながら, 鏡AとBを図2の 真上から見たようす) 矢印のように動かしていった。その結果, 角PとQをそれぞれMにしたところで、 左右の向きが実物とNのSさんの全身が,0の付近にうつって見えた。 4 Sさんは,さらに鏡AとBを動かし,角PとQを小さくしていくと,角PとQをそれぞれ 30°にしたところで, Sさんの全身が,再び0の付近にうつって見えた。一 近にうつって見えた像のほかにも,鏡AとBにはSさんの全身がうつっていた。 0の付 TOHO

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物理 高校生

(4)の(g)が分かりません(黄色マーカー部分)。解答解説(写真3枚目)の部分で、なぜMの水平方向の速さ0、mの水平方向の速さvになるのか分かりません。

283 支点の動く振り子の運動 図1のように, レールの上を水平に移動できる質量 M の台車に質 L 台車M m S ・釘・ ABS O レール mの小球が長さLの軽い糸でつるされており, 鉛直下向きに重力がはたらいている。 重力加速度 の大きさをgとする。糸は伸び縮みせず,また, 台 車とレールの摩擦は無視できるものとする。台車 重心は支点Sにあるものとする。 はじめに,台 車と小球は静止しており,糸は図1のように大き さの無視できる固定された釘によりレールを含む鉛直面内で曲げられている。このと 糸は台車の支点Sから釘までは鉛直で, 釘から小球までは鉛直に対して角度と なっている。支点S から釘までの距離を1Lとする。 図 1 次の(1)~(5)の ( )に適する式を入れよ。 ただし, (a) (b)はM,m,L,g,δの中 から,(c)~(g), (j)は M,m, L, g, vの中から, (h), (i)は M,m, L,g,v, 0 の中 から必要なものを用いて表せ。 また, v は (a)で求めた小球の速さを表すものとする。 (1) 小球を静かに放すと, 小球は右側に動き始め, 小球が最下点に達したのち, 台車 も動き出した。 小球が最下点に達した直後の小球の速さは( a ),糸の張力の大 きさは(b)である。 (2) その後、 図2のように小球は最下点からさらに 台車 M 右側に振れ、 鉛直からの振れ角0 が最大となった。 レール このときの台車の速さはc) 振れ角の余弦 cosは(d)である。 Jo その後、小球の振れ角は減少し,再び小球が最 下点に達した。このときの台車の速さは(e), 小球の速さは(f)である。 (4) その後,糸は再び釘に触れることなく,台車と om 図2 小球は運動を続けた。 このときの台車と小球からなる物体系の重心の水平方向の速 ヒント 282(2) 物体系には外力ははたらかないので, 2物体の重心は一定の速度で動く。 (7)2物体の重心が等速度運動をすることと, 小球が台に対して単振動をすることを利用

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