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物理 高校生

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~

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理科 中学生

理科 問6の式がなぜ2枚目の模範解答のようになるのか 途中式や考え方などを教えてほしいです🙇🏻‍♀️💫

【実験2】 スタンド [1] 図5のように、斜面と水平面がなめら かにつながった装置をつくり, 質量 30gの 球Xを水平面から10cmの高さから静かに 転がして木片に衝突させ, 木片が動いた距 離を調べた。 球 木片 球の高さ レール 水平な台・ 図5 [2] 斜面上で球Xを転がす高さを, 水平面から20cm 40cmに変えて [1]と同じ実験を行った。 [3] 質量が40gの球Y, 質量が20gの球Zを用いて[1], [2] と同じ実験を行った。 【結果2】 30 30 ・球Y 20 20 ・球 30 木片が動いた距離 10 〔cm〕 10 0 10 20 30 40 球の高さ [cm] ・球Z・ 20 問5 また, Tさんは, 【実験2】 について,次のようにまとめました。 Iにあてはまる語を書きなさい。 II ■ にあてはまることばをエネルギーという語を使って書きなさい。(3点) 球の質量が一定の場合, 木片が動いた距離は球の高さにIし,球の高さが一定の場合, 木片が動いた距離は球の質量にI する。これは,球の高さが高いほど, 球の質量が大きい ほど, 木片に衝突するときに球がもつ II □ためである。 問6 質量 50gの球Wを用いて,斜面上で転がす位置を水平面からある高さにして実験2を行ったと ころ, 木片が動いた距離は25cmになりました。 このとき球Wを転がした位置の水平面からの高 31 さは何cmか, 求めなさい。(3点) アニス:25 125

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