R元年度第２回高認物理基礎大問２解説

大問２

問１【ばねにはたらく力】

　図のように、ばね定数が等しいばねA、B、Cに質量が等しいおもりをそれぞれつないで静止させた。
このときの各ばねの伸びについて説明した文として正しいものはどれか。
ただし、滑車はなめらかに回り、ばねの質量は無視できるものとする。

・ばねA、B、Cの伸びは全て等しい。

問２【水圧の差】

　図のように、断面積と長さの異なる５本の円柱A～Eを、上面が同じ水深になるまで水中に沈めた。
円柱の上面と下面の水圧の差が最も大きいものはどれか。

・E

浮力が最も大きいのは、体積が最も大きいDである。
【参考】
・アルキメデスの原理と積分。：https://tanakah17191928.blogspot.com/2021/12/blog-post_9.html

問３【静止摩擦力】

　図のように、摩擦のある水平面上に置いた質量２kgの物体に糸をつなぎ、糸を８Nの力で水平に引いたが動かなかった。
物体にはたらく静止摩擦力の大きさは何Nか。

・８N

【参考】
・H30年度第１回高認物理基礎大問２解説：https://tanakah17191928.blogspot.com/2023/06/h30_12.html

問４【動摩擦力、運動方程式】

　図のように、摩擦のある水平面上に置いた質量$M$の物体A、質量$m$の物体Bに、伸び縮みしない軽い糸C、Dをつないだ。
糸Dを一定の力で水平に引いたところ、糸C、Dがたるむことなく、物体A、Bは右向きに大きさ$a$の加速度で運動した。
糸C、Dの張力の大きさをそれぞれ$T_{\mathrm{C}}$、$T_{\mathrm{D}}$とすると、物体A、Bの水平方向の運動方程式を正しく表したものはどれか。
ただし、物体A、Bと床との間の動摩擦係数をともに$\mu'$、重力加速度の大きさを$g$とする。

・$T_{\mathrm{C}} = \mu'Mg + Ma$

$Ma = T_{\mathrm{C}} - \mu'Mg$

$T_{\mathrm{D}} = T_{\mathrm{C}} + \mu'mg + ma$

$ma = T_{\mathrm{D}} - T_{\mathrm{C}} - \mu'mg$

【参考】
・H30年度第１回高認物理基礎大問２解説：https://tanakah17191928.blogspot.com/2023/06/h30_12.html
・H30年度第２回高認物理基礎大問２解説：https://tanakah17191928.blogspot.com/2023/06/h30_49.html
・R元年度第１回高認物理基礎大問２解説：https://tanakah17191928.blogspot.com/2023/06/r_9.html

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