⑵ですが力学的エネルギーの和が保存する理由が分かりません。教えていただけるとありがたいです。

(1) の結果より, 1 mV² + + +MV² + U=\/\mv² 1 2 12/2(M+m)(M)+U-12mm v) ² = mv ² DIN 2 11/12m -mv² V MAO = よって, U= @mv² V mmmmm Mmv² 2(M+m) MV V 【参考】 ばねの縮みの最大値をMAX とすると, Mmv² 12/2k.IMAX2 よって, 2(M+m) 着眼点 (完全) 弾性衝突 (反発係数e=1) では,衝突直前、直後で､ 力学的エネル ギーが保存される。 Mm MAX=√(M+m) k ©Disney 保存されるので Bの

(2)のヒントに、「hを無限大にするとどうなるか考える」と書いてあるのですが、なぜhを無限大にするような事を考えるのですか？その操作がなぜ第二宇宙速度を求める時に関わってくるのですか？ また、hを無限大にすることを用いて第二宇宙速度を求める時、limを使って解いていいんで... Read More

243. 第2宇宙速度 地球の表面から、ある初速度で鉛直上方に 一物体を打ち上げる。 地球の半径をR, 地表での重力加速度の大き9=0h さをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 打ち上げた物体が, 地表から高さんの点まで上昇した後, 地 面に向かって落ち始めた。 打ち上げの初速 ひ を求めよ。 (2) 打ち上げた物体が, 無限遠方まで飛び去るようにしたい。 そのために必要な, 打ち上げの最小の初速 (第2宇宙速度) v を 求めよ。 例題 34 ヒント (2) (1)のひの式でんを無限大にするとどうなるかを考える。 —R→

(１)では断面積sが関係ないのに、(2)ではsも含めて考えているのはなぜですか？

例題 17 水圧と浮力 右図のように、長さL 〔m〕 断面積 S〔m]の円柱を水 中に沈めると、円柱の上面が水深h [m]となるところで 円柱は静止して水中に浮いていた。 大気圧を po〔Pa〕, 水の密度をp[kg/m²], 重力加速度の大きさをg[m/s"] とし、円柱は水面に垂直であるものとする。 (1) 円柱の上面と下面にはたらく圧力はそれぞれいくら (2) 円柱にはたらく浮力の大きさはいくらか。 (3) 円柱の質量はいくらか。 大気圧による力は上面と下 面で相殺されるので,浮力の大 きさを求めるときは考慮する必 要はない。 4.9m/s'].an-9.8[m/s²] の大きさ (2) 上面と下面がそれぞれ水か ら受ける力の合力が浮力として はたらく。 h P₂S - P₁S ={po+pg (h+L)}S - (p+pgh) S 64 65 73 74 水面 【解答 (1) 円柱の上面と下面にはたらく圧力をそれぞれ. p 〔Pa], p2〔Pa〕 とすると, p= po+pgh より . almana 上面: p1 = po+pgh [Pa〕 下面:p2= po+pg(h+L) 〔Pa〕 (2) 円柱の上面と下面がそれぞれ水から受 ける力の合力が浮力となる。よって,(1) より oShg Img pS(h+L)g = pSLg〔N〕 (3) 浮力と重力がつり合って円柱は静止して水中に浮いている。 したがって,円柱の質量をm[kg] とすると,円柱にはたら く力のつり合いより, mg-pSLg=0 ゆえに, m = pSL [kg] 5 運動の法則 41

物理　運動量保存の問題です。(2)の解き方がわかりません。また、(1)も答えは出たのですが、解き方があっているのか分かりません。もし違うなら正しい解き方を教えていただけないでしょうか。お願いします。 答えは:2.6s です。

(2) [12] 高さ10mのところからボールを静かに放して床に落としたら衝突してはね上がり, 6.4m (最高点) までもどった。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 反発係数e を求めよ。 (2) 手を放してから床ではねかえり 6.4mの最高点に達するまでの時間 T [s] を求め よ。 (3) 2回目に床に衝突する直前の速さと衝突直後の速さをそれぞれ求めよ。 2=9.81/52 ↓ 10m NEO 19 vim/s (1) IVI (VI v=gt l = = gt² 10=1/2gtz 10=1/2x9.8×12 t 4.9t²=10 t² = 2.04 t = √2 V = 9.8TZ e = 6.4=12/2gt2 4.9t² = 614 t2=1.3 t = √7.3 V² = 9.871.3 9.8 11.3 9.875 1.14 11.41 0.80

物理　運動量保存の問題です。(2)の解き方がわかりません。また、(1)も答えは出たのですが、解き方があっているのか分かりません。もし、解き方が合っているなら、どこが間違っているのかを、違うなら正しい解き方を教えていただけないでしょうか。お願いします。 答えは:2.6s です。

(2) [12] 高さ10mのところからボールを静かに放して床に落としたら衝突してはね上がり, 6.4m (最高点) までもどった。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 反発係数e を求めよ。 (2) 手を放してから床ではねかえり 6.4mの最高点に達するまでの時間 T [s] を求め よ。 (3) 2回目に床に衝突する直前の速さと衝突直後の速さをそれぞれ求めよ。 2=9.81/52 ↓ 10m NEO 19 vim/s (1) IVI (VI v=gt l = = gt² 10=1/2gtz 10=1/2x9.8×12 t 4.9t²=10 t² = 2.04 t = √2 V = 9.8TZ e = 6.4=12/2gt2 4.9t² = 614 t2=1.3 t = √7.3 V² = 9.871.3 9.8 11.3 9.875 1.14 11.41 0.80

これってたまたまあっちゃってるだけですか？ 運動方程式を立ててやらないで公式にそのまま入れたんですが…基本的なことですみません教えてください🙏

0.40m この 指針 (2) 単振動の加速 解答 (1) 周期 (1) T=2√√ k (2) ao=Aw² = A (3) E= m = 2π₁ k 2 A ( ²7 ) ² = A ( √2/21 ) ² m 1/12kA=1/23×5.0×0.40²=0.40J 10.20 2π 5.0 5 = == mg lo =0.40× mg-klo=0 よって k= (2) 位置xのとき, ばねの伸びはlo+x である。 運動方程式を立てると ma=mg-k(lo+x)=mg-m (Lo+x) 9 Aw² 動の加速度 Aω’ ≒1.3s (2) 位置 xを通過するときのおもりの加速度αを求めよ。 (3) 単振動の角振動数ωを求めよ。 (4) おもりをはなしてから, 初めておもりが原点Oを通過する までの時間と, そのときの速さひ を求めよ。 mg_ lo 2π lo 6-17-1x2²5-3√²9 × W 2V g 基本例題 39 鉛直ばね振り子 175,176,178 軽いばねの一端に質量mのおもりをつけ、天井からつり下げるとばねが長さん だけ伸びて静止した。このときのおもりの位置を原点Oとし,鉛直下向きにx軸を る。次に、ばねが自然の長さとなるまでおもりを持ち上げて静かにはなしたとこ ろ。おもりは単振動をした。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) このばねのばね定数kを求めよ。 lo よってa=- g lo (3) (2) の結果を 「α=-ω’x｣ と比較して (4) 周期をTとおくと, おもりが初めて 点を通過するまでの時間は 25.0 0.20 =10m/s ² 指針ばね振り子ではつりあいの位置が振動の中心｡ 振幅=振動の中心からの最大変位 解答 (1) 点0での力のつりあいより 自然 持ち の長さ www. -x 0.40m,0.40m ka FM d d d d d d d d 速さ ------- 0- 最大 -0 加速度の 大きさ = g lo つり あい 30円 lo Sklo --- 4 最大 - 0- 最大 img 自然の 長さ lo Clllllllllll 上げる 上げる 変位x www. www. lo v₁=low=lo₁√√ = √glo to zllllllll Ⓒ 0 k(lo+: mg 点を通過するとき, 速さは最大。 「最大=Aw」 より x -合力

このページが分からないので教えてください！

B 3あ ) E C Fcos S % 5 10 第1編 力と運動 基本例題7 壁に立てかけた棒のつりあい 質量 m, 長さ 21 の一様な棒 AB を, 水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に, 水平か ら0の角をなすように立てかけた。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 棒が静止しているとき, 壁からの垂直抗力の大きさ NA, 床からの垂直抗力の大きさ NB, 摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 棒が倒れないためには, tan 0 がいくら以上であればよいか。 ただし,棒と床の間の静止摩擦係数をμとする。 Bのまわりの力のモーメントのつりあい, 鉛直方向と水平方向の力のつりあいを考える。 答 (1)棒にはたらく力を図示する。 Bのまわりの力の モーメントのつりあいより mg xlcos0 - NA×21sin0 = 0 mg 2 tan 0 NA=- 鉛直方向のつりあいより NB-mg=0 よって NB=mg 水平方向のつりあいより NA-F=0 Let's Try! 8. 壁に立てかけた棒のつりあい 長さ1[m]の軽い棒 AB を,水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に,水平から 60°の角度をなすように立てかける。 棒のA端から離れた 点に重さ W〔N〕 のおもりをつるしたところ, 棒は静止した。 (1)棒が壁から受ける垂直抗力の大きさをNA〔N〕, 床から受け る垂直抗力の大きさをNB〔N〕, 摩擦力の大きさをF〔N〕 と する。 NA, NB, F をそれぞれ求めよ。 Na= W 3 tan ① NA=F @ 3 NB=1/3xw こ X 3 Na mg F=NA= 2 tan 0 (2) F が最大摩擦力μNB をこえ なければよいので F≤UNB = mg 2 tan tan 02 Wo w cos/60°= Nasin60°xl wcOS 600 3 Sin 60°& Mμmg 1 2μ 60° F NA とする。 NB B (2) 棒の立てかける角度を変化させたとき, 棒が倒れないためには, 角度を何度以 上にすればよいか。ただし,棒と床の間の静止摩擦係数を 1/3 2 8. (1) NA: (2) NB: F: NE Ima NA mg F- m 21 21 sine NB Icos XB →例題 7 2 重心 (1) 重心 4 点 質 100 基 1. 質量 40c' め 1. 重 £

（2）の問題です。 解説お願いします✨

4 62.保存力以外の力の仕事 図のように床と斜面がつながれてい る。 床のAB間はあらいが,他はなめらかである。 床の一部分にばね定数 んのばねをつけ, 一端に質量mの物体を押しあてて, ばねを縮めた。 AB間の物体と床との間の動摩擦係数をμ'′ 距離を S, 重力加速度の大き さをgとする。 Immo um com com 00000 (1) ばねを解放したとき, 物体が点Aに達する直前の速さ A を求めよ。 (2) 物体は点Bを通過後,斜面を上り, 最高点Cに達した。 Cの床からの高さんを求めよ。 A B

N＝0なのはなんでですか？N＝0だと離れてしまっている

POWE 図のような傾斜軌道を下り, 半径rの円形のレール を滑走する台車について考える。台車の質量をm、重 力加速度の大きさをgとし, 台車は質点として扱い, 台車とレールとの間の摩擦を無視する。 (1) 台車の出発点Aの高さをんとし, レールの円形 部分の頂点をCとする。 ∠COB が0となる点Bで, レールが台車におよぼす力の大きさNを求めよ。 (2) 台車が点Cを通過するための, 出発点の高さんの最小値ん。 を求めよ。 指針 (1) 力学的エネルギー保存の法則 を用いて, 点Bでの速さを求め, 台車の半径方 向の運動方程式を立てる。 (2) (1) の結果を利用する。 点CでN≧0であれ ば、台車は点Cを通過できる。 すなわち,高さ ん。 から出発したとき, 点CでN=0 となる。 解説 (1) 点Bの高さ は,図から,r(1+cose) と 表される。 点Bでの速さを ひとし, 水平面を基準の高 さとして, AとBとで, カ 学的エネルギー保存の法則 を用いると, mgh= -mv²+mgr (1+cose) ... ① 地上から見ると,点Bにおいて台車が受ける力 は,重力,垂直抗力である。 重力の半径方向の 成分の大きさは mg coseであり, 半径方向の rcoso IN B mg mg cose 運動方程式は, 02 m r N= OO A img cos0+N... ② 式 ① ② から”を消去し, Nを求めると, mg (2h-2r-3r cos0) r 0= 発展問題 212, 213,214 0 mg r A (2) 点Cでの垂直抗力Nは, (1) のN00 を 代入した値で表される。 また, 求める高さん。 は, 点Cで N = 0 になるときの値である。 (1) の結 果から, (2ho-5r) Q Poin 《Point h=5r/2のとき, 点Cで台車の速 さが0となるわけではなく, ん。 は, 力学的エネ ルギー保存の法則だけでは求められない。 N = 0 となるとき, 台車は, 点Cで重力を向心 力とする円運動をしている。 B 5 =r

なぜbが1/8λになるのですか？

の位置 位置 1,261 x (m) 一過 x (m) 形を示 5.0 ts 動を示す 1 基本例題 53 定在波(定常波) >>264.265 x軸上を要素の等しい2つの正弦波 a b が 互いに逆向きに進んで重なりあい, 定在波が生じている。 図には, 波 a, 波b が単独で存在したときの, 時刻 t=0s に おける波 a (実線) と波b (破線) が示してある。 波の速さは2.0cm/sである。 (1) 図の瞬間(t=0s) の合成波の波形をかけ。 ↑y[cm〕 (2) 定在波の腹の位置 x を 0≦x≦4.0(cm) の範囲ですべて求めよ。 (3) t=0s の後, 腹の位置の変位の大きさが 1 最大になる最初の時刻を求めよ。 -2 周期T= 2 2.0 8 O 2101 指針 定在波では, まったく振動しない所(節) と大きく振動する所 (腹)が交互に並ぶ。 解答波a, 波bの波長 入=4.0cm y [cm] _4.0 -=2.0s V 2.0 (1) 波の重ねあわせによって 図1 (2) 図1の合成波の波形で,変位の大きさが最大 -1 となる位置が腹の位置。 -2 x = 1.5cm, 3.5cm (3) t=0s (図1の状態)の後, 波, 波bが1/31 ずつ進むと,図2のように, 山と山 (谷と谷) が重なり,腹の位置での変位の大きさは最大 になる。 入進む時間はTだから t=T= -=0.25 s 2 1 -1 -2 12 y[cm] a a IM → 12 13 図1 (t=0) 4 13 図2(t=1/23) b x〔cm〕 b 4 x〔cm〕 合成波 1 + x[cm]