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Physics Senior High

問2教えてください💦💦

物 理 I I 図のように水平な床から H[m]の高さの水平な台の端に、 質量 M[kg] の小球A が静止して置かれ、長さ L[m]の糸で水平な天井からつるしてある。糸は任意の位 置で切り離すことが可能で,糸の切り離しには運動をきまたげる力は働かないもの とする。水平方向から質量m [kg]の小球Bをすべらせて衝突させたとき, 小球B は小球A と完全に合体し、一体となって運動した。このときの運動について, 以 下の問い(問1~問5)に答えなさい。ただし, 小球 A, 小球Bの大きさ, 糸の重 さ、空気の抵抗,台と球との摩擦,床と球との摩擦は無視できるものとする。必要 に応じて、『2= 1.41, /3 = 1,73, /5 = 2.24 の値を用いてよい。 間 1.一体となった球が糸につるされたまま最高点に達したとき, 天井と糸のなす 角度0が30°であった。小球Bが小球Aに衝突する直前の速さ »[m/s] を L, M, m と重力加速度 g[m/s°]のうち必要なものを用いて表せ。 間 2. 問1で,一体となった球が最高点に達した瞬間に糸から切り離され, 床に落 下した。このとき,小球Aが最初に静止していた位置から,一体となった球 が最初に床と徹衝突する地点までの水平方向の距離4m]をL, M, mと重力 加速度g[m/s°]のうち必要なものを用いて表せ。

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Physics Senior High

(1)について、右ページの上に書いたように考えてはいけないのはなぜですか?

N- Mg A5判 滑らかな鉛直壁の前方 61の所から, 長さ 10, 質量Mの一様なはしごが壁に 立てかけてある。床とはしごの静止摩擦 係数はっであり, 重力加速度をgとす A LECURE (4 剛体のつり合い 17 (1) はしごに働く力は右のようになっている。 BC:AB= 61: 101=3:5 なので, 直角三角 形 ABC の辺の比は 3:4:5 である。Bのま わりのモーメントのつり合いより カ 垂直抗力 R A Rのうでの長さ る。 上端Aが壁から受ける抗力の大きさ と下端Bが床から受ける抗力の大きさ を求めよ。 のもし, 床とはしごの間の静止摩擦係数がある値より小さければ はしごは滑ってしまう。 その値を求めよ。 3 いま,このはしごを質量5Mの人が登り始めた。この人は下端。 からいくらの距離の所まで登れるか。 (4) この人が下端Bから 21の距離にいるとき, 上端Aと下端Bで働 く抗力の作用線の交点Pの位置を図中に示せ。 Mg×5l cos 0=R×10lsin@ 垂直抗力 *N Cos 0= 5 sin 0= R=Mg 回転軸としてBを選んだのは, 未知数の N やFに顔を出させないため(モーメントが0 重力 Mg B C 静止摩擦力F Mgのうでの長さ となっている)。 別解 Bと力の作用点との距離をうでの長さ としてもよい。ただし, 力を分解し, はしご に垂直な分力(赤矢印)を用いる。 5 (徳島大) ロ 3 Mg cos 0 ×51=R sin0×10Z こうしてRが求められる。 R Level(1) ★ (2), (3) ★ (4)★★ 剛体のつり合い 左右つり合い |上下つり合い 力のモーメントのつり合い (反時計回り=D時計回り) Base 上図で,鉛直方向の力のつり合いより <Rのうでの長さ Point & Hint (1) はしごに働く 力をきちんと図示することが何より大切。 力の図示…注目物体が受けている力を 矢印で描く。まず重力 mg を, 次に接 触による力を描く。 接触によるカとは, 糸の張力や接触面からの垂直抗カや摩擦 力などである。なお,「抗力」とは垂直抗力と摩擦力の合力を指していることに注意。 (2) 静止摩擦係数を μ 垂直抗力をNとすると, 最大摩擦力 Fmax は, Fmax3μN と なる。ただし, Fax は静止摩擦力の限界値であり, 物体がまさに滑り出そうとする ギリギリの状況でしか現れない力である。(4) Bでの抗力を計算する必要はない。 「剛体に3つの力が働き, 互いに平行でないときには, 作用線は一点で交わる」(な ぜか?)ことを応用したい。そこで重心の知識を生かす。 質量 m., m2, … N= Mg…の 力のつり合い Mgのうでの長さ 水平方向の力のつり合いより F=R……3 Mg B = M 抗力 Bでの抗力は VN+ F = 99 1+ 64 Mg N = Mg /73 8 F 別解 Aのまわりのモーメントのつり合いより の質点の N×101 cos 0 = Mg× 5l cos 0 + F×10lsin0 座標をx, X2, … とすると、重心の座槽r。け

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Physics Senior High

どれか1つでもいいので、答えれるものがあったらお願いします ・問1と問2、どっちもBのみに着目してる理由はなんですか?(そもそも1つのみに着目して立式してもいいのですか?) ・問4のsinθ、なんで絶対値? ・問5の解説のように図示できる理由

体Aに加わった平均の力の大きさとして, 正しいものを, 次の1①~9のうちか 第2問 次の文章(A·B) を読み, 下の問い (問1~5)に答えよ。 (配点 24) B 2つの小物体を用いて, A と同様の実験をすることを考える。エ軸上を正の向き dに速さ5.0m/s 進む質量1.0kgの小物体 A を, 静止している小物体Bに衝突させ (解答番号 1 6 10 の進択散の た。」 の A 図1のように,なめらかな水平面上に定めたz軸上を正の向きに速さ tで暫具 mの小物体 Aを進ませ, z軸上に静止している質量 Mの小物体Bに衝突させた 衝突直後, 水平面内で,小物体 Aは -60° の方向に,小物体Bは30° の方向にとる 信問3 小物体Bの質量を小物体A と同じ質量の 1.0 kgにして実験を繰り返したと ころ,衝突直後の2物体の速度は常に直交していた。この結果についての生徒 達の説明が科学的に正しい考察になるように, 文章中の空欄に入れる式または にめの速さではね返った。角度は図1の』軸方向に対して,反時計回りを正,時 放射性崩壊 数値として正しいものを, 下の選択肢のうちからそれぞれ一つずつ選べ。 計回りを負とする。 を 系列とい 3 4 「 行って B Vo 130' 60° 「水平に衝突しているけど, いろいろな角度に小物体Bがはね返るね。 ただ, > I A A *1 衝突直後の2物体の速度がなす角度は常に90°になっているよ。」 Vo 2 「そうだね。衝突の直前直後で運動量保存則が成り立つからベクトルを用いて 図 1 運動量の関係式を考えよう。」 「衝突直後の2物体の速度がなす角度は常に90° ということは,衝突後の小物 の関係式が成り立 3 問1 小物体 Aに衝突のときに加わった力の向きとして, 正しいものを,次の①~ 0 体Aと小物体Bの速さをそれぞれ,Vとすると 9のうちから一つ選べ。 中性子 つね。」 1 「ここから、力学的エネルギーの関係を考えるとこの衝突は反発係数 (はね返 の衝突であったことがわかるよ。」 0 30° 子帳 2 60° 3) 90° り係数)が 4 4 120° 5) 150° 6 180° の 210° 8 240° 9 270° の選択肢 3 1 =25+ /? 2 25= +V2 3 V=25+? 4 =25+4/2 5 25=p+4y2 6 41/2=25+ 問2 この衝突で小物体 A, Bが接触していた時間を At とする。衝突の際 ら一つ選べ。 4 の選択肢 2 1 5) 11 6 2 0 0 2 3 2 3 mVo mVo 2mvo 24t At At Mvo 2At 2Mvo 6 Muo At At mvoAt -17- 8 mvoAt 9 2mvoAt 2 1-3

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Physics Senior High

問3の(1)(2)分かりません!急遽明日の朝6時半までにお願いします🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️

質量5.0kg の物体をばね定数 98 N/m のばねにとりつけ、 天井からつるす。はじめ物体を手で支えてばねを自然長の 状態に保っていた。重力加速度の大きさを9.8m/s? とする。 (1)はじめ物体を支えている手が物体におよぼす力の大きさ求めよ。 * 98x 問3 5×9-8 X (2)次に、物体を手で支えながらゆっくり物体を下げていき、手で支えなくても物体が 静止するところまで伸ばした。 このとき、 手が物体にした仕事を求めよ。 ○エネルギー保存の法則 (p103) ☆非保存力が仕事をして、力学的エネルギーが減少する場合、 そのエネルギーは熱や音、光 どのエネルギーに変換される。様々なエネルギーをすべて考慮すれば、全エネルギーはすべ 保存される。これを(3 )という。 エネルギー変換の例 光エネルギー 音エネルギー ホタル 太陽光 赤外線ヒーター 発電 蛍光灯 電子ビアノ ホッカイロ 熱エネルギー 化学エネルギー 火力発電 電気毛剤 火起こん藤気機関 充電器 打楽器 位置エネルギー 水力発電 電気エネルギー (風力発電) 運動エネルギー ボール投げ モーター 000000000

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Physics Senior High

ここにある問題の回答がないので教えて頂きたいです (自己採点)

(2) 底面積S[m?], 高さ h [m]の円柱状の物体を水(密度p[kg/m))に浮かべたところ, 物体の3分の1が水面より上に出て浮かんだ。重カ加速度の大きさを g[m/s?]とすると。 このとき物体の底面が受ける水圧は28hgであり、物体にはたらく浮力の大きさは | 29 Shg である。また、物体の重さ(重力の大きさ)は物体の密度po[kg/m?]を用いて 表すと。 30 pを用いて表すと 31|となる。この物体に手でカを加えて全体を水面より下に沈めたと き,浮力の大きさは| 32( Shg なので,手が押すカの大きさは また。その状態から、手を離した瞬間の加速度は 34|gである。 Shg であるので、物体にはたらく力のつりあいより, この物体の密度poは 33|| Shg である。 の;の のp ® jo。 @ jp。 @ p。 2 3 手を離した後、物体が上昇し、もとの浮いていた位置に戻るまでの運動は の 等速直線 ② 等加速度直線 加速度がだんだん大きくなる ④ 加速度がだんだん小さくなる 35 運動である。 4.次の (1)なめらかで水平な床上の重さ 1ON の物体に,水平から 30°上向きに 4.0Nの力を加え続 けて、床にそって 2.0m 動かした。この物体に対し,加えたカがした仕事は 36 J, 重力がし た仕事は 37J,床が及ぼす垂直抗力がした仕事は 38Jである。 の -20 2 -2.0×10° ③. ④ 2.0 ⑤ 3.5 6 6.9 の 4.0 ③ 8.0 © 20 0 2.0×103 にあてはまる数字·記号を選択肢O~0から選び、記号で答えよ。【思考·判断·表現】(2点×15) 4.0N 130° 2,0m 0 2,0 (2) クレーンが質量5.0kg の物体を一定の速さで 10秒かけて 20m持ち上げた。重力加速度の大きさを9.8m/s?とす る。このクレーンの仕事率は である。同じ物体を,手でハンドルを回すと持ち上げられる道具を用いて同じ高さまで持ち上げる。このとき,回すには「ON の力が必要であった。このとき手を動かした距離は の 4.9 2 9.8 ③ 49 ④ 98 ⑤ 2.0×103 6 4.0×103 ⑦ 9.8×103 2.0×T0--9-4.0×+0° 白9:8×+03 39|| wである。また,この物体を速さ 4.0m/s で持ち上げるときの仕事率は| 40W 410 m である。ただし、道具の質量や摩擦は無視する。 (3) 速さ 2.0m/s で進む質量2.0kgの物体の運動エネルギーは 6.0N の力を加え続け, 1Om移動させた。 このときに物体にした仕事は 440Jに変化し, 速さは の -64 2 -60 ② -56 ③ -4.0 ④ 1.0 ⑤ 2.0 ⑥ 4.0 ⑦ 8.0 ⑧ 56 ④ 60 @ 64 42Jである。この物体に運動の向きに 43Jなので、運動エネルギーは 45|m/sに変化したと考えられる。 (4) 重力加速度の大きさを9.8m/s?とする。 地上 4.0m の 2階の床に置いた質量 2.5kg の物体の重力による位置 エネルギーU [J] は, 基準水平面を地面に定めると, 46| J, 2階の床に定めると, 47 J, 地上8.0mの 3階の床に定めると 48hJとなる。 の -2.0×102 ② -98 ③ -10 ④ -4.0 ⑤ 0 ⑥ 4.0 ⑦ 8,0 ③ I0 ④ 98 0 2.0×10° (5) ばね定数 1ON/m のばねに物体をつけ自然の長さから 0.1Om 伸ばす。。この物体がたくわえている弾性力によ る位置エネルギーは 49 Jである。 この状態から, 物体にカを加えばねをさらに 0.10m伸ばしたとき, 物体に した仕事は 50「 である。 ①-1.0 ② -0.20 ⑥ 0.050 ⑦ 0.10 0.15 ④ 0.20 0 1.0 ③-0.15 @ -0.10 ⑤ -0.050 10 010 100 の

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