物理の斜方投射の問題です。 (4)の問題が解答を見てもわからないので教えて下さい。

◆35 斜方投射 水平面上で水平面に対して0の角度で小 球を投げ上げた。 小球の初速度の大きさをv[m/s], 重力加 速度の大きさを g [m/s²] とする。 (1) 初速度の水平成分 Vox, 鉛直成分 voy の大きさはそれぞれ何m/sか。 (2) 小球が最高点に達するまでの時間は何秒か。 また, 最高点の高さんは何mか。 (3) 小球が水平面に落下する点までの水平到達距離は何mか。 (4) 角度6を何度にとると, (3)の水平到達距離が最大となるか。 必要があれば 2sincos0= sin20 を用いよ。ひ Vo 例題 9,41,42

2mva+0=(2m+m)vABの0は何を意味しているのですか。

'Q A 発展例題 14 重ねた物体との衝突 図のように, 水平でなめらかな床の上に,質量 2mの物体Aが置かれ,その上に質量mの物体Bが 置かれている。 Aと床の間には摩擦がなく, AとB の間には摩擦があるとする。 物体Aの左側から,質 量mの物体Cを速さで衝突させると,衝突は瞬間的におこり, 最初, 物体Bは動かな かったが,やがてBはAの上にのったまま, Aと同じ速度で運動するようになった。 A とCの間の反発係数をeとし,右向きを正とする。 衝突直後のAとCの速度をそれぞれ 求めよ。 また, 一体となったときのAとBの速度を求めよ。 指針 衝突は瞬間的におこるので,衝突直 後では, AとBの間でおよぼしあう摩擦力による 力積は0とみなせ, Bの速度は0である。したが って,衝突前と衝突直後で、AとCの運動量の和 は保存される。 その後, Bは動き出すが, 衝突直 後とそのときのA,Bの運動量の和は保存される。 解説 衝突直後のCの速度をvc, Aの速度 を va とする (図)。このとき, AがBから受ける PROSIONELE C Vc B A VAN 止し Cm 発展問題 195, 196 ■突園 の Bm per A Vo 力積は0とみなせる。 したがって, 運動量保存の 法則から,右向きが正なので, mv=mvc+2mvA & 978 反発係数の式は, e=- 1te 3 平水 (2m- J&LO VAVC 平1te NU VO 1-2e Vo 2式から VA 3 -Vo Vc=₁ 3 THE JS 0 9 5 4 1 0 TUUL また,一体となったときのAとBの速度をVAB と する。衝突直後とそのときとで、AとBの運動量 の和は保存されるので、 2mv+0=(2m+m)VAB 2m 0+0=3mUAB VAB= 2(1+e) 9 Vo

なんで30°になるんですか？

(3) 弾丸が物体に命中するまでの時間 to を, v, l,hを用いて表せ。 (4) OB が地面の場合, 物体が点Bに落下するまでに弾丸が必ず命中するためには,”は どのような条件を満たさなければならないか。 h, l,g を用いて表せ。 ◆44 斜方投射■ 図のような水平面とのなす角が30°の 斜面上の1点から,小球を斜面の上方に向かって斜面に対 して角度 0 初速度 vo で発射する (0°<<60°。 重力加 速度の大きさをg とする。 CA 30° (1) 斜面と衝突するまでの小球の運動で、発射から時間 t 後の斜面に平行な速度成分 ひx, 斜面に垂直な速度成分 vy を vo,g, 0, t で表せ。 (2) 発射から斜面と衝突するまでの時間 to を Vo, g, 0 で表せ。 Vo (3) 発射地点から衝突地点までの斜面にそっての到達距離Rをvo,g, 0 で表せ。 (4) 小球が斜面に対して垂直に衝突するためには, tanの値がいくらであればよいか。 [横浜国大 改] ヒント 38 (3) 衝突するときのAの位置 yA>0 であれば,衝突が起こる。 39 (2) 着地の角度が45° なので, そのときの速度の水平成分と鉛直成分の大きさが等しい。 40 傾角45°の斜面上の点(x,y) では, |x|=|y| 41 (1) 高さん, tを用いて表すと, t に関する2次方程式が得られる。 42 (2) (1) のときの小球のy座標が0より大きければ,小球は床に衝突する前に壁に衝突する。 x 43 弾丸が物体に命中するためには, x=lでの物体と弾丸のy座標が一致すればよい｡ 44 重力加速度を斜面に平行な成分と垂直な成分に分解する。

(1)で、なぜx座標は斜方投射の公式を使わないのですか？

今後の 7m のり im 基本例題 7 斜方投射 [物理 水平な地面から, 水平とのなす角が30°の向きに, 速さ40m/sで小球を打ち上げた。 図のようにx軸, y軸をとり,重力加速度の大きさを9.8m/s2 として, 次の各問に答えよ。 (1) 打ち上げてから 0.20s後の速度x成分 成分と、 位置のx座標、y座標を求めよ。 (2) 打ち上げてから最高点に達するまでの時間を求めよ。 10 (3) U.EE --------------------- 指針 小球は, x 方向には速さ40cos 30° m/s の等速直線運動をし, y方向には初速度 40 sin 30°m/s の鉛直投げ上げと同じ運動をする。 最高点に達したとき, 小球の速度の鉛直成分は 0 であり, 打ち上げてから地面に達するまでの時間 は,最高点に達するまでの時間の2倍となる。 解説 (1) 速度x成分,y成分は, ひx=40 cos 30°=40× -=20√3 =20×1.73=34.6m/s 35m/s o aval 地面に達したときの水平到達距離を求めよ。 MO 位置のx座標, √3 2 v=vosine-gt=40sin30°-9.8×0.20 =40x -1.96=18.0m/s 18m/s 12 36 SAC, yms.08 基本問題 40, 41,42 2835128. y 140m/s $\m 200 ··· 30° 30° (1) JA - X 地面 y 座標は, x=vxt=34.6×0.20=6.92m 1 29t² y=vosino.t- =40sin30°×0.20- - 1 2 6.9m ASTE S ×9.8×0.202 =3.80m 3.8m 求める時間は, y = 0 となるときであり, [m=vosine-gt」から、 小 るま 0=40sin30°-9.8×t t=2.04s 2.0s (3) 水平方向には等速直線運動をし,地面に達 するまでに (2)で求めた時間の2倍かかるので, x=vxt=34.6×(2.04×2) = 141m 1.4×10²m

(5)でOQ=v｡²sin2θ/gをどうやったらsin2θ=1になるのか分かりません。説明お願いします🙏

[解説] (1) y方向について, 最高点 Pではv=0m/sだから, v = vo-gt より, Vo sin g (2) y方向について, 落下点Qではy=0mだから. y = vot - 1/2gt² k 1₁ 1 0 = vosin0・tz -gt22 よって, t2 = 0 = vosin0-gt よって, t = = - (3) y方向について ぴーvo2 = -2gyより. 02-(vosin0)=2gH よって, H= vo² sin ²0 2g (4) x 方向について, x = vot より (2) の結果を用いると, OQ= 2vo sin 0 g 別解 y = vot- 12/29t2 より Hosint - 12/22 よってH= -gt² , vo² sin 20 g = Q 2vo sin cos 0 g ( t > 0) (※運動の対称性より, t2=2t) Vo Cost₂ と書き直せるから, sin 201 初速度 voの x成分= vCOs A 成分 vosin 0 (5) (4) は OQ のとき. OQ が最大となる。 これより, 20=90° よって, 045° vo² sin ²0 2g 2 sinocos0= sin 20

①番の問題って、1枚目の写真で言うところの Ｙ軸方向の時刻Tでの速度の式 を利用していると思うのですがどうしてその式を利用したのかわからないので教えてください🙏

エ (1) 水平方向(x軸方向) 等速直線運動 0 Vo COS Vx=V₂ Cos 0 x=vo cos 0.t (2) 軌道の式 上向きに 運動 加速度 初速度 時刻 t での速度 時刻 t での位置 軸をとる。 鉛直方向 (y軸方向) 鉛直投げ上げ -g Vo sine vy = vosino-gt g y = vosin0.t- 1-1/22

gをこのように求めるのは何故ですか？

(gt) Ves a Vaki00 No 0 Vicord V=0 $ B 2 Sind t= 1: Vostnd gsino 特に着目して考える AN -fusing V=Vo + of and 0 = (Vosink) — (Jsino) t ming cost # gsing 7+7+38 1=(株)・ 3g² V. pagcoo g + Vo Vo² g 3g 3g ・下敷きを斜めに立てて(一この下指きが)この 上で朝方投射する!! 200² サ ・下敷きの 方向は(-ganoで 等加速度運動中、水平方 月の力はないので、 方向は等速直線運針 時間を求めるから、 鈴方向にあgをこのように求める イメージするこ 由

この問題で(2)書いてあるとおり電流による上向きの磁場があるはずですが、(4)でそれを無視して計算しているのは何故ですか

125 * 細い導線で作った半径a [m]の円形レール (S, SP P間は切れている)があり、このレール面の中心 R Oとレール上の点Pとの間には R [Ω] の抵抗が 接続されている。 さらに,中心Oとレールの間 には,レールに接しながら回転できる導体の棒 OQ が橋渡ししてあり,この棒は一定の角速度ω [rad/s]で回転している。 レール面には,それに 垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場(磁界) が紙面 の表から裏への向きに加わっている。 (1) コイル OPQを貫く磁束は4t〔s〕間にどれだけ増加するか。 (2) 抵抗 R〔Ω〕の両端に発生する電位差V を求めよ。また,抵抗を流 れる電流の向きはO→PかそれともP→Oか。 0 B 棒 OSI (3) 抵抗 R [Ω]で消費する電力はいくらか。 13 (4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。 その向きは回転と同方向 か,逆方向か。 (5) 棒OQを一定の角速度 [rad/s]で回転させるために必要な外力の 仕事率P はいくらか。

2021年度東京都市大の物理の問題です。 この［8］の方で、三角形の辺の比を使ってPQ間を求めようとしました。そうしたら、√3(v0)^2/2g （解答の通りです）と出ました。しかし答えは√3(v0)^2/g でした。 計算過程や考え方でどこが間違えたのでしょうか。

問1 図のように, 水平な床の上に点P, 点Qがある。 PからQの方向に床となす 角60°の斜め上方へ,大きさ の初速度で小球Aを投げ出した。それと同時 Vo にQからPの方向に床となす角30°の斜め上方へ, 小球Bを投げ出した。 する と, A,Bはともに最高点に達したところで衝突した。 このとき, 小球Bの初 速度の大きさは,ひ 7 倍である。 また, PQ間の距離は 8 となる。 ただし,重力加速度の大きさをgとし, 空気抵抗は無視できるものと する。 STOT 8.8 A vo P 60° 21.0 30° B Q or 08.0 (F)

時間についてなかなか理解出来ません。そもそも図がないのでt=t(0)の時、音源や音波はどういう状態なのか、なぜ、tをt+t(0)とみなせるのか。教えていただければ幸いです。

Ⅰ. 次の文の空所 速さを Vとする。 あ にあてはまる数式を,解答用紙の所定欄にしるせ。ただし、音の 図のようにばね定数kの軽いばねの一端を天井に固定し、 もう一端に質量mのスピ カーをつないだ。 スピーカーは周波数の音波を発している。 つりあいの位置から真 下に D だけばねを伸ばした位置から静かにスピーカーを離したところ, スピーカーは鉛 直方向に単振動をした。 スピーカーが単振動を始めた時に発した音波が床に達した時刻を t=0 とすると, それ以降スピーカーの真下の床で聞こえる音波の周波数fは. f= あのように時間変化した。 ただし, スピーカーは音波を発していてもいなく ても同じ単振動をする。 また, D はスピー カーから床までの距離に比べて充分に小さい とする。 天井 ばね スピーカー A l l l l l l l l l l l l l d