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Physics Senior High

諏訪東京理科大学の2020年度の物理の問題なのですが、解説が載ってなかったので、時間がかかると思いますが、誰か解説お願いします🙏🙇

L]以下の問いに答えなさい。 解答はすべて解答用紙の指定されたところに記入し なさい。(3)は, 途中の計算式も含めて記入しなさい。 円周率を π, 重力加速度の大 きさをgとする。 I 図1のように, 水平と角θをなす斜面に沿って, ばね定数kの軽いばねの下端が固 定されており,上端には質量 Mの物体Pが取り付けられている。 斜面に沿って下 向きを正の向きとするx軸をとり, ばねの自然長の位置を原点 O とする。 はじめ 物体Pは,自然長から Ax だけ縮んだ点A で静止していた。 いま物体Pをx=1+dx の点Bまで押し下げ, 静かに手を放した。物体Pの大きさおよび斜面との摩擦は 無視できるものとする。 (1)以下の文章の空欄に適する数値および数式を補い, 文章を完成させなさい。 Ma sin 物体Pに働く重カの斜面方向成分の大きさは M,g,0を用いて の],点A で静止しているときのばねの弾性力カの大煮さはん, Ax を用いて の と表せ るので, g, k, M,0を用いて4x= く弾性力の大きさはん,1,4xを用いて と表せる。点Bにおいで物体Pに働 と表せる。物体Pは単振動するの で,その角振動数をωとすると, 点におげる加速度 aはωおよび!を用いて -M= Mgsiag-Alf+al) と表せ 本t4入) ーム! と表せ,運動方程式は g, k, 1, M, Ax, 0, o を用いて る。これより,角振動数 および周期Tをπ, M, kのうち必要なものを用いて a= 表すと,それぞれ ω= @ T= となる。 AB 間において物体Pの速さが0になるどきの座標をA×および!を用いて表 Aスtイ すとx= となる。この位置を重力による位置エネルギーの基準の位置に とる。すると,この位置において物体Pが有する力学的エネルギーは1,1,4xを +41 用いて| 0 と表せ,物体Pが AB 間の座標xを通過するときに有するカ学 的エネルギーは、その瞬間の速さvおよびん,,M,x,4x, gを用いて -ス) Sing+ D「と表 せる。この2つの力学的エネルギーは等しいので, 座標×を通過する物体Pの - s 127 12) 速さはん,M,x g,θを用いてv= ど表せる。これが最大値 Vmax となる ときのx座標は,1, M,g,θを用いてx= 19 と表せ, Vmax はk,1, Mを用い My sin@ て Vmax の と表せる。 M

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Physics Senior High

教えてください。

[峰 物体に作用するカカは. 保存力とそ: の力 (非保存 でて3で > すれゆ 保存力の例としてばねの力 (弾性力) を 0 1 以外 し 保存力とよばれる) に分けることができる。そこで、 ) 1 非保存力の例とし て摩擦カをとり上げ, これら 2 種類の力の性質を比べてみよう 1 〔信】 なめらかな水平面上の点 O に, 質量 [kg] の物体 Pが静止し AG Ro 8 の。 選 に同定 Se は, 他端が貴に同定された自然の長さ 6[m] のばねにつな 加 N 3 る。 図のように, O を原点としてばねに平行に *軸をとり、 0 こィ軸の正の向きの初速 2 [m/s] を与えたら. ばねの長さが ム 1 【m] になったところで P の速さは 0 m/s となった。これを実験 O 2 「還 とする。 0 1 (1) ばね定数を を(N/m 【N/m] として と zo の関係を求めよ。ただし, 1 h000評 ばねの質量は無視できるものとする。 ヨー 5 は欄がた作還からまっすぐ [B] 次に. ばねから物体 P を外し, 実験 A とは別のあらい水平面上に静かに置く< 初速 にと[m]だけ進んで止まった。これを実験 B とする。 (2②) P と面との問の動摩擦係数を ", 重力加速度の大きさを [m/s2] としてと と zoの関係を求めよ。 [C〕 このように, 実験 A と実験 Bのどちらの場合でも ある時点で P の速さは 0 m/sとなるが このあと両者には倍いが更れる。つまり、 実験 B では P は静止したままだが, 実験 人 では P は一上暁止まるだけです ぐに逆向きに動き始め、ある別の点 Q でふたたび速さが0 ms となる。 (9) 原点 0 から点 Q までの長さを求めよ。 [D〕 それでは, 修習と訂角カが物体 P に同時に作用したら. その運動はどうなるだろうか。 しよう (これを実験 C とする)。林科・ばねの定は実験 A と同じであり。『 と軍との間の動痢係数は実験 Bと固 め P は原点 0 に静止していると して次の問いに答えよ。 (⑳ 物体に ァ軸の正の向きに初速 。 を与えると, P は原点0からまっすぐに xim] だけ進んで止まった。このzo を求めよ。 ⑤ 実験とで, 物体 P が止まったあとそのまま動かなかったとすればぱ, P と面との間の静止摩折係数 は, どのような条件をたすことが わかるか。ただし, 必要なら(④ の 0 をそのまま用いてもよい。 ばねを用いる実験 A をあらい水平面 計で知ら じ とする。 はじ 生

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