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Physics Senior High

物体が壁に衝突したり、物体が衝突しあった時、衝突面に垂直でない速度ベクトルの大きさは変わらないので、鉛直方向に上がる時間と下る時間は変わらないのですか? (5)番です

27 (1) Aを原点として鉛直上向きにy軸をとる。落下するのは y=0 のとき だから,求める時間をもとして公式②を用いると も=22こうすればいづれ っかる (2) 鉛直方向の初速度を同じにする必要がある(するとAとBはいつも同じ高 0=ut, +;(-g)t? 1 g さにいる)。そこで ひ . sin a == V Vsin a =u (3) 最高点に達するまでの時間をむとすると, 公式①より t。= もとして ひ 0=u+(-g)t。 : =2 t2= g 求めると早い この間にBは右へ1の距離を動けばよいので Vu COS a = g Vu 1- 2 U Vu ひ 2 1= (Vcos a)t。=- V1- sin' a g ア V- 三 2 9 V (4) 求める水平成分を v.とする。水平方向での運 衝突直前 MV cos a = (M + m)u。 M, m 動量保存則より 止 Vcosa MV ひ,ミ M+m M M+m V-U' らで い。 COS a = Vx 直後 M+m O 0 の避 鈴直成分は A, B共に衝突前が0なので なので た 水平方向は外力がないので運動量保存は厳密に成りたつ。一方, 鉛直方向は重力が かかっているが,瞬間的な衝突では、(重力の力積が無視できるため)近似的に適用し てよい。問題文にとくに断りがなければ,瞬間衝突と思ってよい。 (5)初速ひ。での水平投射に入る。落下時間はtななので (鈴直方向によがる時間 と下りる時間は等しい) Mu (M+m)g V-u x= Uxt2=-

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Physics Senior High

教えてください、お願い致します

【7.1】(参考:教科書 p.75,4.3、解答も参照して良い。とはいえ異なる問題なので注意) 図のように、鉛直上向きにy軸をとる。時刻t=0 におい て、原点から下向きに大きさ voの初速度で、質量 m の物 体を投げ下ろした。この物体には、速さuに比例した空気 抵抗が働いている。この比例係数を6(>0)、重力加速度の y 0 初速度:大きさ vo 大きさをgとする。 (1) 速さuで落下しているときの、空気抵抗による力を表 すべクトルを図の中に"ていねいに"書け。 (2) 運動方程式を書け。 (3) 運動方程式をについて積分して、速さを時刻tの式で 速さい 重力:大きさ mg 表せ。 (4) 終端速度はいくらか。 【7.2】 質量m[kg]の物体について,時刻!=0 のときの位置と速度は,水平方向にx軸, 鈴直方向上向きにy軸をとったとき, x=y=0, =a [m/s], vy = b [m/s], であった。重力加速度の大きさをg [m/s°]として,以下の問いに答えよ。 (1) この物体に働く力のx成分とy成分はいくらか。単位を付けて答えよ。 (2) x成分,y成分についての運動方程式をかけ。 (3) (2)の結果を積分し,初期条件を適用することによって,時刻」における速度のx成分 とy成分を求めよ。 (4) (3)の結 さらに利 初期条件を適用することによって,時刻における物体の x座標とy座標を求めよ。

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