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物理 高校生

57です。ここでのバネの伸びというのはPがもう一度Mに当たった時のことですか?その場合Pの質量も入る気がするのですが、なんでMだけなのですか?

M 53 長さの軽い棒の端に質量mの小球Pを取り付け、他端を 中心にして鉛直面内でなめらかに回転できるようにした。 最下 点でいくらより大きい速さを与えれば一回転するか。 長さの糸に小球Pを取り付け、他端Oを 指で止める。糸を水平にしてPを放すと, P は最下点Aを通り, 60°の位置Bまで達した とき, 0端の糸を放す。 A, B での速さとP が達する最高点の高さ (Aの位置からの高さ) んを求めよ。 55 滑らかな水平面上で, ばね定数のばねに結 ばれた質量mの小球Pを自然長の位置Oから だけ引いてAで放す。 0での速さ, OA の中点での速さ 02, およびばねの縮みの最大 値 xm を求めよ。 P 0 60° -"B V エネルギー 53 求める仕事は 棒 Pom ng √ Fol¬µl(mg−Fo)= ½-½mv² W=-μN×1=-μl(mg-12) 52 「仕事=運動エネルギーの変化」 より Wi+W2 + Ws + W= =1/12m02-0 力学 55 1/12m+1/2kx定より 1½ kl²=1mv₁² .. ひ m ½ kl²=mv²+1k (1) ひ2= l3k 2V 13 v= (√3+μ) Fal-2μgl ばねが最も縮むのはPが一瞬静止す るときだから m k P 00000000000 0 A 実は、この問題は41と同じ内容であ る。 41で求めた加速度α を用いて v2-022al からもが得られること を確かめてみるとよい。 :.xm=1 1→ 56 自然長までは板とPを一体化して 考えればよい。 自然長での速さをひと すると 56 ばね定数kのばねに質量Mの板を取り 付け, 板に質量mの小球Pを接触させ, ばねをしだけ縮ませてから放す。Pは自然 長で板から離れ, 水平面から曲面へと上 k 53 最下点での速さをv とおくと, 最 高点での位置エネルギー mg・2r が必要 だから kl²=(M+m)vo² k . vo=√√M+m mv,²> mg. 2r v>2√gr がっていく。Pが達する最高点の高さんを求めよ。 摩擦はない。 57 前問で,ばねの最大の伸びxはいくらか。 板は水平面上を動くとする。 等号のときは最高点で止まってしまう ので除外した。 その後はP単独での力学的エネルギー 保存に入る。 5mv2mgh 2 54 mgl= 1=mvv₁ = √2gl h= 2 2g kl² =2(M+m)g UB UB Pが板と力を及ぼし合っている間は全体 として保存し、離れれば単独で保存する。 物体系の力学的エネルギー保存則 複数の物体が力を及ぼし合いながら運 動するときには,1つの物体だけでは力学的エネルギー保存則が成り立た ない。物体系全体について立式する必要がある。 EX 質量 m,Mの物体 P Q 糸で結ばれ, 滑 車を介してPは滑らかな机の上で支えられて いる。 P を放し、 距離だけすべらせたときの 速さはいくらか。 IM 60° 30° UB 2 57 自然長位置以後, 板は板で力学的エ ネルギー保存に入っている。 ばねが最大 に伸びたときには,板の速度は0だから Mo-x m PO mgl=/12mu"+mg.1/2 B以後は放物運動に入る。 水平成分 VB/2=gl/2は最高点Cでも残るので mgl= +mgh. 1=\½\m(√97)²+: いずれも出発点との間で力学的エネルギ ー保存則をつくってみた。 VB=√gl M =l. M M+m 58 h=-l Q が失った位置エネルギー Mghの お陰でP, Qは運動エネルギーをもち, かつ, Pはmghだけ位置エネルギーを 増すことができたとみて

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理科 中学生

一枚目の⑷では角度を小さくするとばねばかりの値は大きくなるのに、二枚目の問5では角度を小さくすると力が小さくなる理由はなんですか??

244 合格メソッ 4 博樹さんと明雄さんは、滑車を使った仕事について調べるため, 滑車A,Bと、重さが1.0Nのおもりを使っ て 実験1, IIを行った。 これについて、あとの各問いに答えなさい。 なお, 実験で使用する糸ののびちぢ みと重さ, 糸と滑車の摩擦は考えないものとする。 (熊本県 ・改) [実] 糸を引いた距離を調べた。 図2 ばねばかり、 糸 実験 図1のように滑車Aを使ってお もりを高さ0.10mまでゆっくり引 き上げ,このときの力の大きさと 図 1 ものさし 実験Ⅱ 図2のように, 滑車Bを使って おもりを高さ0.10mまでゆっくり 引き上げ,このときの力の大きさ と糸を引いた距離を調べた。 滑車A ばねばかり 糸 おもり 0.10m 表は,実験III の結果を示したもの 滑車B である。 おもり 表 力の大きさ [N] 糸を引いた距離 [m] L 0.10ml 実験 I 実験 II 1.0 0.6 0.10 0.20 める。 東 1カーには 学生の健 車が動く コイルを スイッチ し、その 磁石に 問答 ものさし ローン 実験を終えて, 博樹さんと明雄さんは表を見ながら次のような会話をした。 博樹:。実験Iの仕事の大きさは、実験IIとは異なっているよ。滑車などの道具を使っても仕事の大きさは 変わらないと学習したけど、仕事の大きさが同じにならないのはどうしてだろう。 明雄 滑車の重さに注目したらどうかな。 博樹: そうか、表から,滑車の重さは | Nであることがわかるね。 明雄 滑車の重さがあるから, それだけ仕事が大きくなるんだね。 (1) 下線部について,実験Iの仕事の大きさは何Jか, 求めなさい。 また, 下線部⑥のように,道具を使っ ても仕事の大きさは変わらないことを何というか,適切な語を答えなさい。 (1) の ① | に適切な数字を入れなさい。 ) 図 次に二人は,図3の装置を, 重さが0.5Nの滑車Cにか 糸を斜めに引っぱり, 重さが1.0Nのおもりをゆっくり引き上 (2) 図3は,糸と水平面のなす角が45℃のときのようすを示 したものである。なお,点Pはばねばかりと糸の接点を示して 滑車 C おり,実験で使用する糸ののびちぢみと重さ, 糸と滑車の摩擦 は考えないものとする。 20 P ばねばかり 糸 45°/45° (3) 滑車Cとおもりを支える力を糸の方向に分解し, その力を もとにして、図3のときのばねばかりが糸を引く力を, 解答欄 の図中のPから矢印でかきなさい。 おもり (4) 糸と水平面のなす角を小さくしていくと, ばねばかりの示す値は ① (ア 大き なる イ小さくなる ウ変化しない)。 また, 糸と水平面のなす角が30 のとき, ばねばかりの示す値は, (2) Nになる。 ①の )の中から正しいものを一つ選び, 記号で答えなさい。 また, ② に適切な数字を入れなさい。 P

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