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Physics Senior High

仕事とエネルギーについての問題です。 (キ)と(ク)がなんでこの答えになるのかがわかりません。計算過程と解説をどなたかお願いします。

【7】 ( 明治大) 次の文中の空欄 ( )に適する式を所定の欄に記入せよ。 また, をそれぞれの解答群から一つ選べ。 X 図のように, あらい斜面上に質量の無視できるばねがあり, その下端 Q が固定されている。このばねは 斜面に沿って伸縮できる。 ばねははじめ自然の長さであり、このときのばねの上端 P の位置を x=0とし の小物体を静かに置く。 物体と斜面の間の静止摩擦係数をμlo, 動摩擦係数をμ',重力加速度の大きさを て斜面に沿って軸をとり, 下向きを正とする。 x=0より斜面に沿って距離も上がった地点Rに質量m とする。以下では、ばねと斜面の間の摩擦を無視してよい。また物体の大きさも無視してよい。 0 x=0 ア R に最も適するもの (I) 斜面の傾斜角6が小さいとき, 物体は静止したままであった。このとき、物体にはたらく摩擦力の大き イ さは ア である。 傾斜角をある角度より大きくしたところ、物体は斜面に沿って下降した。この 場合、斜面に沿った方向に物体が受ける力は,物体がばねに接触するまでは、 たがって、物体が斜面に沿ってLだけ下降して, ばねに接触する直前の速さVはウ で与えられる。 し である。 物体は、ばねと接した後, ばねと離れることなく運動し, ばねは最大d だけ縮んだ。 do だけ縮んだと きのばねの弾性エネルギー Ek は, ばね定数をkとするとE=(a)である。 物体が斜面に沿ってx=0か らx=d まで下降する間に重力が物体にした仕事はW= であり、摩擦力がした仕事は W2=オである。 ばねの弾性エネルギーEk, 接触する直前に物体のもっていた運動エネルギー 1 m2 の間には カ という関係式が成り立つ。 (ⅡI) 次に, 斜面の傾斜角9を0より大きいままにして, 物体をばねの上端 らだけ縮めてから静かに放す。 ここで物体が静止し続ける山の条件はキ である。 d がこの条件を 満たさず,物体が斜面を上がり始める場合を考えよう。物体はそのx座標がxになるところまで上がって いき, そこで速度がゼロになった。物体がx=dからx=xへ動いたときのばねの弾性エネルギーの変化と 重力による位置エネルギーの変化の和は、摩擦力がした仕事に等しい。。 このことを利用すればx = | であることが導かれる。 ク ばねを自然の長さか に連結し,

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Physics Senior High

48番で、Bに対するAの相対速度を求めて この値が負になるからAは左に進むとわかると思うのですが、 なぜこの相対加速度が負とわかるのですか【なぜF1の方が(M➕m)μgより大きいと言えるのか】? 付箋にも一応書いてます☝️

118 47 AtBも右向きに 力な注意が働くか から必す右に jote B 48, | BETT AはBに対して(厚掛 動くので働く 24 119 A 46615 INAの BILLLLLLLL as M 4 map=fS=uN よって、 17. e steps ☆静止している物体に働ぐ→静止力たわ ・動いている物体に低く→動 max=Mmg Da=Mg 作用・反作用 → Fo F₁-(M M At (4) F M 呼Fの方が ALSELT A Frilden 止まっているもの AAB = AA - AB 大きとる? •. Zbrit Aは動いている ・静止していると · Bに対するAの相対速度(Bes(An勤注意)は、 = Mg - F₁ - ing A V6=0 初めは静止してるから AB 0 Fi> (Monday FinTRZENNE. 員の気にはならばと BがFoで引かれるとすると、 まず「B」だけに働く摩御 AとBどちらも動いていたら考えにくい 相対加速度で考えてみよー!(どちらか一方を静止した状態で考える) Aの本掛力と作用・反作用でや同じだから を書く。そして、Bの厚で 作用・反作用の力を受けるのか 「A」の摩擦 No. Date 食より、Bからみたとと、Aは左向きに進む。 = F₁ = (4 (m) 42 F₁-Mmg M a = 動いている物体は、進行方向と 逆向きに動力を受ける Map = F. -μmg AB= X>017- mitm mtM ++ いている これは、右向きを正としてるから、 左向きを表す「」がついてる AがBの上を滑る時間で加速度が一定がって、 等加送立運動している。左向きを正とすると、 よって、x=Vox+2/2/2² ² l = ¹ = a +²₁² [²²) pa += √2²=2Me ようこ Fi-(Mtm) μg

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