高校物理の問題演習
最大摩擦力
長さ2.0m，質量2.0kgの一様な棒$AB$を、右図のようになめらかな壁に立てかける。重力加速度の大きさを9.8m/s2として、次の各問いに答えなさい。
（１）棒と床との角度が、右図のように60°であるとき、棒が壁から受ける垂直抗力$N_A$、棒が床から受ける垂直抗力$N_B$はそれぞれいくらか（いずれも小数第1位まで求めること。四捨五入の必要があれば小数第2位を四捨五入すること）。
（２）棒と床との角度を45°にしたら棒はすべりだした。棒と床との間の静止摩擦係数$μ$はいくらか（小数第2位まで求めること）。
衝突による温度変化
※法政大学の入試問題です。
同じ物質でできた質量の等しい金属球がそれぞれ100m/sの速度で運動し、正面衝突したのち、それぞれ50m/sの速度で反対方向にはねかえった。そのとき、熱が逃げないとすれば、金属球の温度上昇はいくらか。ただし、金属球の比熱は0.2kcal/kg・Kとする。
（四捨五入して小数第1位まで求めて、半角で入力すること）
弦の振動とうなり
あるギターに太さ一様な弦が一定の力で張ってある。このギターに次のようなことをした。各問いに答えなさい。（すべて半角で入力すること）
（１）この弦の端から弦の長さの\( \displaystyle \frac{1}{4} \)のところを指で押さえて弦の長いほうをはじき、440Hzで振動するおんさを鳴らした。すると、弦の音はおんさの音よりやや低く、うなりが1秒間に4回の割合で聞こえた。このとき、弦を押さえないときの基本振動数は何Hzと考えられるか、求めなさい。
（２）（１）の条件でうなりが聞こえないように弦を張る力を調整した後、弦の端から弦の長さの\( \displaystyle \frac{1}{3} \)のところに指を軽く触れた状態で弦の長いほうをはじいた。このとき、指で触れた位置に節ができるが、振動数何Hzの音が聞こえるか、求めなさい。
抵抗の並列接続
同じ材料で作られた抵抗$R_1$と$R_2$があり、$R_1$の長さは$R_2$の長さの3倍で、断面積は\( \displaystyle \frac{1}{3} \)となっている。この2本の抵抗と、抵抗値0.30Ωの抵抗$R_3$を右図のようにつないだ。そして、3.0Vの電池につないだところ、電流計は1.0Aを示した。
このとき、抵抗$R_1$と$R_2$の抵抗値はそれぞれ何Ωか求めなさい。ただし、電池と電流計の内部抵抗は無視できるものとする。
自由落下
ある高さの橋の上から、その橋の下を流れる小川に向かって球体を落とした。球体を落としてから2秒後、球体は小川から24.5m上のところにあったという。このとき、次の各問いに答えなさい。
（１）橋は小川から何メートル上にあるか求めなさい。
（２）球体が小川に着水する直前の速さを求めなさい。