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Physics Senior High

(4)アで、力学的エネルギー保存則が使える理由を教えてください。(衝突するから力学的エネルギーは失われると思いました) どなたかよろしくお願いします🙇‍♀️

ばね定数をの軽いばねの一端を質量Mの円筒容器の底 に固定する。質量 mの物体Pと容器の間に摩擦はなく, 容器の厚みは無視できるものとする。重力加速度の大き 15 保存則 m A| P P。 k と (1) 図1のように, 容器を鉛直にして台上におき, Pを ばねの上端に静かにのせ, Pを支えてゆっくり下げて いくとき,ばねは最大いくら縮むか。 (2) 図1のような状態で, はじめPをばねの上端に静かにのせ,急に Pを放したとき,ばねは最大いくら縮むか。 さをgとする。 止 図1 x よ M00 m Mllllell m た 図2 図3 3) 図2のように, 容器を滑らかな水平面上におき, 容器を押さえて、 Pをばねに押しつけてaだけ縮め, 全体が静止している状態で,容 器とPを同時に放す。 ばねから離れた後のPの速さを求めよ。 (4) 図3のように, 滑らかな水平面上に静止している容器のばねに, Pを水平方向に速さ voであてたとき, ばねは最大いくら縮むか。 カ あ ー (4)(7) 容器から見ると, Pは近づいてきて, ばね を押し縮め、次に押し戻され, やがて離れる。 最も近づくのは(最もばねが縮むのは)Pが一 瞬止まって見えるときである。つまり相対速度 が0のときであり、容器とPの速度が等しくな ったときを意味している。その速さをuとする。 左向きを正として、運動量保存則より 止まった) m 最接近のとき mm m= Mu +mu m 4= m+M % 一方、力学的エネルギー保存則より,ばねの縮みをdとして 今m= M+mu"+ kd Jいを代入 m 2m+MW+号kdf d=», mM k(m+M) ひとことつけ加えておくと、容器上の人に保存則まで用いさせてはいけな い。保存則は運動方程式に基づくので, 静止系で用いるべきものである。そし て等速度系までは許される(これらをまとめて慣性系とよぶ)。 ただし、慣性力の効果をきちんと考慮すれば、非慣性系でも保存則を用いる ことが可能になる(問題31で扱う)。

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Physics Senior High

教えて下さい!! 物理です!!

物理 問3 ヘ工衛星にはいろいろな高度のものがある。AさんとBさんの会話が科 学的に正しい考察となるように, 次の文章中の空欄 24 に入 23 イれる数値と文として最も適当なものを、下の選択肢のうちからそれぞれ一つ ずつ選べ。 A:国際宇宙ステーションの地表からの高度は 400 km ほどだね。 B:地球の半怪が約6400 km で、これに比べると 400 km は小さいなあ。 A:国際宇宙ステーションの高度を無視して,その軌道半径を地球の半径と 等しいと考えると,第1宇宙速度で飛んでいることになるから, その周 期は約 84分になるね。 B:この周期はおよそ、2時間だよ。 A:静止衛星は, 地上の人から見ると,いつも静止して見える衛星のことな んだよね。国際宇宙ステーションと静止衛星の軌道半径と周期に, それ ぞれケプラーの第3法則を適用して,赤道上空の軌道を飛んでいる静止 衛星の地表からの高度を計算してみようか。 B:363=3.3 とすると, 静止衛星の地表からの高度は地球の半径のおよそ 23 倍になるね。 A:気象衛星のひまわりは日本が打ち上げた静止衛星だけど, 赤道上空の軌 道を飛んでいるよ。 B:静止衛星は地球の中心方向に地球から万有引力を受けているから, 運動 方程式をもとに考えると, 静止衛星は 24 23 の選択肢 0 3.6 の 4.6 O15.6 の 6.6 24 の選択肢 0 赤道上空の軌道の高度と同じ高度で, 日本の真上の上空を通る円軌道も 飛ぶことができるね 2 赤道上空の軌道の高度とは違う高度なら,日本の真上の上空を通る円軌 道も飛ぶことができるね の 円軌道を楕円軌道に変えると, 日本の真上の上空を通る軌道も飛ぶこと ができるね のどんな高度でも, 日本の真上の上空を通る円軌道を飛ぶことはできない ね - 17 -

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Physics Senior High

一次不定方程式です! 解き方を教えてくれると嬉しいです!

次の等式を満たす整数x,yの組を1つ求めよ。 121 1次不定方程式の整数解(1) 本例題 425 OOOのの (1) 11x+19y=1 (2) 11x+19y=5 423 基本事項3 基本122 CHART OSOLUTION 1次不定方程式の整数解 ユークリッドの互除法の利用 11と19 は互いに素である。。まず, 等式 11x+19y=1 のxの係数11とyの 係数19に互除法の計算を行う。その際, 11<19 であるから, 11 を割る数, 19 を割られる数として割り算の等式を作る。 a=11, b=19 とおいて, 別解のように求めてもよい。 (2) xの係数とyの係数が(1)の等式と等しいから, (1)を利用できる。 (1)の等式の両辺を5倍すると よって,(1)で求めた解をx=p, y=q とすると, x=5p, y=5q が (2) の解に 11(5x)+19(5y)=5 なる。 解答 移項すると 移項すると 移項すると 移項すると 1=3-2-1=3-(8-3-2)-1 =8-(-1)+3-3=8-(-1)+(11-8-1)-3 8=x =11-3+8-(-4)=11·3+(19-11·1).(-4) =11·7+19·(一4) (0) 19=11·1+8 11=8·1+3 8=19-11·1 3=11-8-1 2=8-3-2 別解(1) a=11, b=19 パーとする。 8=19-11-1=6-a 3=11-8-1 8=3-2+2 3=2·1+1 1=3-2-1 -aー(b-a)=2aーb |2-8-3-2 ー(b-a)-(2a-b)-2 よって =-5a+36 1=3-2-1 =(2a-b)-(-5a+36)-1 すなわち 1.7+19-(-4)=1 …0 ゆえに、求める整数x, yの組の1つは -7a-46 すなわち 11-7+19-(-4)=1) よって,求める整数x,yの 組の1つは x=7, y=-4 x=7, y=-4 (2) 0の両辺に5を掛けると 11-(7-5)+19-{(-4).5}=5 11-35+19-(-20)35 よって,求める整数x, yの組の1つは *=35, y=-20 すなわち る。このような解が最初に発見できるなら, それを答と してもよい。

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