物理のエッセンスの力学の問題について質問です。 (2)の運動量保存の式ではmv+MV=mv0とされていますが、衝突後のMの速度は最終的に0になると言う認識でいいのでしょうか？？ また、もしそうならば滑らかな床であるのにも関わらず速度を持った物体が静止する理由を教えて頂きたい... Read More

①+M×② (m+M)v'= (m-M) ひ1+2Mv2 V₁ = (m-M)v₁+2Mv2 m+M ①mx② 11/12M2=1/2x2 力学 17 M . x=V √ k 3mvo M 2(m+M)V k ちなみに v= 2m-M 2(m+M) v < 0 となる (M+m)v2′'=2mv+(M-m)vz V₂ = 2mv,+(M-m)v₂ m+M 問題の図では, はじめのP,Qの速度 が右向きに描かれているが, どんなケー スであれ,この結果は通用する。 M=mのときは,U1'02,02′'=v とな って、速度の入れ替わりが起こる。 ただ, 「等質量」で「弾性衝突」 という二重の条 件が必要であることを忘れないように。 78 (1)e=0 は完全非弾性衝突ともよ ばれ, 衝突後の速度差が0, つまり一体 化する(ひっつく) ケースである。 衝突直 後の両者の速度をとすると mv=m+M)より v= m m+M -Vo このときの運動エネルギーがばねの弾性 エネルギーに変わっていくから (m+M) v² = 1½ ½ kx² m+M mvo .. x=0 からは左へはね返っている。 79 M v m V +0000000 れきぜん 速さをv, Vとする。 (速度にしない のは向きが歴然としているため) 運動量保存則は mv=MV ... ① 力学的エネルギー保存則は ......② 11/21k=1/2m+1/2 MV22 ①のVを②へ代入し m2v2 |\ {kl²=\/\mv²+ 2M =1/2m0(1+77) M kM v=l m(m+M) k √k(m+M) 衝突の直前・直後を力学的エネルギー 保存で結ぶことはできないが, 衝突後は みきわ 成り立つという見極めが大切。 (2) 衝突後のm, Mの速度を v, Vとす る。 mv+MV=mvo v-V=-(0-0) ①mx② より 3m この場合,「物体系はどれとどれ?」 と尋ねると,「P と Q」 という答えが圧倒 的だ。 それでは, ばねの力が外力として 働いてしまう。 それでも, ばねの力はP Q に対して, 逆向きで同じ大きさな ので,外力の和が0ということでセーフ なのだが, 「P と Q とばね」 を物体系と とらえるとよい。 ばねの力は内力 (グル ープを構成するメンバー間の力)となっ て気にならないし, ばねには質量がない ので,運動量は常に0 で, 保存則の式に 顔を出してこない。 80 V=- 2(m+M) -Vo 今度は板だけがばねを縮めていくので 最も高い位置にきたかどうかは,台 上の人に判断させればよい。 その人が見 てPの速度が0になったときにあたる。

黄色の線を引いたところなのですが、どうして-mgとなるのですか？

➡ 45,46 解説動画 2 例題18 斜面上の運動 傾きの角が30°のなめらかな斜面 AB にそって上向きに, 9.8m/sの速さで点Aから物体をすべらせた。 重力加速度の大き さを 9.8m/s^ とする。 (1) 上昇中と下降中のそれぞれについて物体の加速度を求めよ。 9.8m/s (2) 物体が達した斜面上の最高点をPとするとき, AP間の距離 d[m] を求めよ。 30° A PP 指針 斜面に垂直な方向では力がつりあっている。 一方, 斜面に平行な方向では重力の分力によって加速 度が生じる。 上昇中と下降中とで加速度の向きと大きさは同じである。 解答 (1) 物体にはたらく力は図のようになる。 物 運動方程式は,直角三角形の辺の長さの比を用 体の質量をm, 加速度をαとし, 初速度の向き を正の向きとする。 いて (実際には ma=-mg× 2 下向き) m 1 1 a=- =- -×9.8= -4.9m/s2 a 2 30° mg '30° 30° mg Wx よって, 上昇中も下降中も加速度は 斜面方向下向きに 4.9m/s2 (2) vvs2=2ax」 において, 点Pでは,v=0, x=dより -9.82=2×(-4.9)d よって d=9.8m

10の21乗になってしまいます。どう計算したら10の22乗になるのでしょうか？教えてください。

3- m1m2 (2.0×1030) (6.0×1024) F=G =(6.7×10−¹¹)×- 3.6 × 1022 N (1.5x10¹¹)2

物理の剛体の重心の実験です ここにある図ア〜ウのそれぞれの図形の、重心の計算値の求め方を教えてください！！計算式を立てられません😣 お願いします🙏🏻

(1)実験書に付属の厚紙から、次の図ア, イ, ウの図形を切り取る。 (図ア) 一辺が12.0cmの正三角形 (図イ) 一辺が 12.0cmの正方形の1/4を除いた図形 (図ウ) 半径7.2cmの円に内接する半径3.6cmの 円を除いた図形 IIIの方法でそれぞれの重心Gを求める。 図ア, イ, ウのx,y,z を計算によって求める。 x 図ア 図イ 質問 (2)の実測値と(3)の計算値を比べてみよう。 x [cm] y [cm] 実測値 3.0 1.7 計算値 ふりかえり z [cm] 1.2 Z 図ウ

3枚目の写真の緑のマーカーで囲った※Bの部分の言っていることが分からないので教えてほしいです。

64.〈ピストンで封じられた気体分子の運動〉 なめらかに動くピストンがついた容器内に質量mの単原子分子 からなる理想気体が封入されている。 ピストンおよび容器は断熱材 でできている。図に示すように x, y, z軸をとり, 容器の断面積は 一様であるとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,ピストンが固定されており, ピストンの底部は容器の 底からんの距離にある場合を考える。 (1)容器内のある1個の気体分子を考え,そのz軸方向の速さを ひとする。分子がピストンに弾性衝突したときピストンが受 ける力積の大きさを求めよ。 (2) (1)において1個の分子がある時間 4t にピストンに衝突する回数を答えよ。 (3)(2)においてN個の分子によって 4tの間にピストンが受ける平均の力の大きさを答 えよ。ただし,気体分子全体のvzの2乗の平均 22 を用いよ。 〔B〕 次に,ピストンをz軸の負の向きにより十分に小さい一定の速さで押しこんだ 場合を考える。なお理想気体では, 内部エネルギーは各気体分子の運動エネルギーの総和 となる。 z軸方向の速さvz の1個の分子がピストンに弾性衝突した後の軸方向の分子の速さ vz を求めよ。 また,衝突前後の分子の運動エネルギーの変化量⊿u を答えよ。この際, 1± b b は十分小さいことより (10) = 0 という近似が成りたつことを用いよ。 Vz Vz Vz Vz (54)において⊿t の間のN個の分子の運動エネルギー変化の合計 4U を v22 を用いて答 えよ。 ただし, 4t の間のピストンの移動距離はんに比べて十分小さいものとする。 〔A〕のときの容器の体積を V,気体の温度を T, 内部エネルギーをひとおく。また, 4tの間の体積の変化を⊿V, 温度の変化を⊿T とする。 気体分子全体の速さ”の2乗 44 が成りたつこと の平均をとしたときが成りたつこと,また, U を用いて 4 を 4T, T を用いて表せ。 AV V 記 (7/3)で求めたを用いて、4tの間に気体がピストンにされた仕事⊿W を答えよ。 また, この結果を(5) と比較して,気体を断熱圧縮したとき,気体がされた仕事と運動エネルギ ーの関係について説明せよ。 [23 埼玉大改]

どのようにしたら画像のようになりますか ？についてです

(3)(1),(2)と同様に考える。 A, B それぞれに対する運動 方程式は, A: Ma=Mg-T B:ma=T-mg ③ (4) (3. ④の辺々をそれぞれ足して, Ma+ma=Mg-T+(T-mg) (M+m)a= (M-m)g A M-m ゆえに a= M+m g これを④に代入して, M-m m -g=T-mg M+m M-m T= +1mg M+m +1) mg 2M ゆえに,T= mg M+m 7 ?

円運動です。 なぜ地球に最も近づいた時にその点での地球に向かう速度が0になるんですか？

Ve 点Pでの 二通 点Aでの D1 A 地球 点Pにおける人工衛星の速さは vy2+0 なので、この位置にお ける力学的エネルギーE (r) は、 E(r)=m(v,²+v²)-GMm r =1/2m0.2+1/2m( √GMr -GMm =1/2mu2+GMm( r 11 r 無限遠方の位置エネルギーが0なので, 加速直後の力学的エネル ギーE (2) が0以上であれば人工衛星は無限遠方へ脱出できる。 272 (イ) よって, mv²+GMm(20 272 GM V₂≥ 11 (ウ) 人工衛星が地球に最も近づいたときの点と人工衛星の距離を とする。 このときv=0であるから, 力学的エネルギー 保存則より 1 1m² + GMm(+)-m-0²+GMm (27) 1 (riv₂-GM)r2+2GMr₁r,-r₁2GM=0 riv₂r=GM(r2-2₁rp+r²) 022-2 GM なので、 16 U2 GM r₁ .. rp= 11 1+02√ GM Rであれば人工衛星は地球に衝突しないので, 81- う。 突

2番の問題です。 解説にありますがなぜcの垂直抗力は0になるのでしょうか？ 回答お願いします。

24C12VD よって No=24N (2) Dよりx [m] 右の位置でひっくり 返るとすると, 板にはたらく力は 図bのようになる。 このとき Nc=0 となり, 板はCから浮き上 がる。 Dのまわりの力のモーメン トのつりあいより A Nc=0 C 12N 24 図 b 0.20m 12×0.20-24xx = 0 よって x=0.10m 以上より, Dより0.10m 右の所でひっくり返る。

1番の問題です。解説にあるおもりの下にある力の矢印は何の力ですか？おもりの重力はおもりの真ん中から力が加わってるんではないですか？

104 板にのせたおもりのつりあい 図のよ うに、重さ12N の一様な板が支柱C, D によって 水平に支えられ, その上に重さ24Nのおもりが 置かれている。 A C 0.20 m -0.40m 0.10m B D -0.20m→ (1) 板が受けているすべての力を図示せよ。 また, 板が支柱 C, D から受ける力はそれ ぞれ何Nか。 (2) おもりを右へ移動させるとき,どこまで行くと板がひっくり返るか。

大問27と大問28が何回解説読んでも分かりません、、 特に分からない点は式の変形(大問27の(3))となんでこの公式を使うのかです！

27 鉛直投げ上げ 数 p.32~33 27 小球を初速度 24.5m/sで鉛直上向きに投げ上げた。 重力加速度の 大きさを9.80m/s2 とする。 (1) 鉛直下向きに 4.9m/s (2) 30.6m (1) 3.00 秒後の速度 (速さ [m/s] と向き) を求めよ。 (2) 小球が達する最高点の高さん [m] を求めよ。 (3) 1.00 秒後と 4.00 秒後 (3) 投げ上げてから高さ19.6mの所を通過するまでの時間t[s] を求 めよ。 v=24.5-9.80×3.00= -4.9m/s (1) 「v=vo-gt」より 鉛直下向きに4.9m/s (2) 最高点では小球の速度は0となるので, 最高点に達するまでの 時間は [v=vo-gt」 より よってt=2.50s 0=24.5-9.80t 「y=cot-- 11/1/20より 1 h=24.5×2.50- -×9.80×2.502≒30.6m 2 (3) 小球は 19.6mの点を上昇しながら通過し 最高点に達した後, 下降に転じ再び 19.6 mの点を通過する。 よって求める時間は 2つとなる。 30.6m 19.6m 「y=vot-122gt」より 1 19.6=24.5t- ×9.80×2 2 t2-5.00t+4.00=0 (t-1.00) (t-4.00)=0 鉛直投げ上げの式は鉛直上向き を正としているので、速度が負 の場合は、鉛直下向きに運動し ていることを表す。 (2)の別解)-v=-2gy」 より 02-24.52=-2×9.80xh よって ん≒30.6m よってt=1.00, 4.00 したがって 1.00 秒後と 4.00 秒後 28 鉛直投げ上げ 教 p.32~33 28 ビルの屋上の点Pから物体を鉛直上向きに速さ 4.9m/s で投げた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 1.0秒 (2) 29m (1) 投げてから、 再び点Pにもどるまでの時間は何秒か。 (2) 投げてから3.0秒後に地面に達したとすると, 点Pの地面から の高さは何mか。 (1) 「y=oat-1/12gf」より、点Pにもどるまでの時間を f[s] とす 2 ((1)の別解) 再び点Pにもどっ てきたときの物体の速度は - 4.9m/s だから,「v=vo-gt」 より ると 0=4.9t- ×9.8×2 よってt=1.0s (2) 「y=vot-1/12gt2」より,点Pの地面からの高さを ん 〔m〕 とする 1 とん=4.9 × 3.0 - ×9.8×3.0²=-29.4≒-29m よってt=1.0s 2 よって h=29m 4.9=4.9-9.8t