物理の問題です 問題の答えが合っているかと間違っている所の解説をお願いします！

物理の問題です
問題の答えが合っているかと間違っている所の解説をお願いします！

質問者からの補足コメント

• 写真が見ずらかったので特に見えにくい部分を書いておきます。
  （1）物体が2kgで角度はどちらも45度
  （2）物体が2kg 角度は30度
  （3）長方形が2kg球が1kg
  （4）物体が2kg角度は30度
  
  〘2〙ばね定数98N／m 自然長0.3m
  （1）0.35m 質量を求める
  （2）物体が2kg ばねの伸びを求める
  （3）物体はどちらも2kg ばねの伸びを求める
  （4）物体が2kg 角度が30度 ばねの伸びを求める

    補足日時：2019/08/29 23:38

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2019/08/30 00:56

No.1 です。

分かる範囲で。

[1]
（1）物体が2kgで角度はどちらも45度
左の張力を T1, 右の張力を T2 とすると
水平のつり合い：T1*sin(45°) = T2*sin(45°)
　　　　　　　→よって　T1 = T2
鉛直のつり合い：T1*cos(45°) + T2*cos(45°) = mg
　水平の結果から T2=T1 を代入して
　√2 T1 = mg
　→　T1 = T2 = mg/√2
数値を入れれば m=2[kg], g=9.8[m/s^2] より
　T1 = T2 = 19.6/√2 = 13.576･･･ ≒ 14 [N]

（2）物体が2kg、角度は30度
手で水平に引く力を F とすれば
水平のつり合い：T*sin(30°) = F　　(これは使わない)
鉛直のつり合い：T*cos(30°) = mg
従って、鉛直のつり合いから
　T = mg/cos(30°) = (2√3 /3)mg
数値を入れれば m=2[kg], g=9.8[m/s^2] より
　T = (2√3 /3) * 2 * 9.8 = 22.63･･･ ≒ 23 [N]

（3）長方形が2kg、球が1kg
球の方の張力は
　T2 = mg = 1[kg] * 9.8[m/s^2] = 9.8[N]
従って、直方体の方も
　T1 = T1 = 9.8 [N]

（4）物体が2kg、角度は30度
重力の斜面方向の成分は
　F = mg*sin(30°) = (1/2)mg
従って
　T = F = (1/2)mg = (1/2) * 2[kg] * 9.8[m/s^2] = 9.8 [N]


[2] ばね定数98N/m、 自然長0.3m
（1）0.35m、質量を求める
F = -kx で、x = 0.30[m] - 0.35[m] = -0.05 [m] なので
　F = 0.05[m] * 98[N/m] = 4.9[N]
F=mg なので
　m = F/g = 4.9[N] / 9.8[m/s^2] = 0.50 [kg]

（2）物体が2kg、ばねの伸びを求める
F = -kx で、F = mg なので
　x = -mg/k = -2[kg] * 9.8[m/s^2] / 98[N/m] = -0.2 [m]
マイナスなのは、ばねの力と逆方向、つまり「伸び、下方向」ということ。

（3）物体はどちらも2kg、ばねの伸びを求める
上の(2)の場合でも、「壁」はばねを 2 [kg] のおもりに相当する力で引っ張っている。
つまり(2)と(3) は等価な状態である。
従って、伸びは 0.2[m]

（4）物体が2kg 角度が30度、ばねの伸びを求める
重力の斜面方向の成分は
　F = mg*sin(30°) = (1/2)mg
従って
　F = -kx = (1/2)mg
より
　x = -(1/2)mg/k
　　= -(1/2) * 2[kg] * 9.8[m/s^2] / 98[N/m]
　　= -0.1 [m]
マイナスなのは、ばねの力と逆方向、つまり「伸び、下方向」ということ。

この回答へのお礼

とても分かりやすかったです！ありがとうございます！

お礼日時：2019/08/30 06:46

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2019/08/29 21:06

こちらも画像がぼやけて、細かいところが読めません。