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Physics Senior High

写真の問題が分かりません。(1)の(ア)はなんとなく分かりましたが、(イ)からはどのように考えたらいいのか分かりません。よろしくお願いします。 解答過程も、ほぼ進んでいませんが載せておきます。

つぎの文中の 図1のように,重さの無視できるばね定数k[N/m] のばねに質量 m[kg]の小物体が結ばれている。小物体 の位置を示すために, ばねが自然の長さとなるときの小物体の位置を原点として、図の右向きに座標軸 x を設定する。 時刻 0s において小物体の位置はOm,すなわち原点Oに位置し, またその速さはvo [m/s]で座 標軸の負の方向に移動している。 以下では,重力加速度の大きさをg[m/s']とする。 (ア)の解答群 1 m ① 4Vk (6) π m 2Vk (イ)の解答群 ① mv² k 6 (1) はじめに,床がなめらかで小物体との間に摩擦が生じない場合を考える。 時刻t > 0において, 小物体 の速度が最初に0m/sとなる時刻は (イ) [m] である。 m 2k -Vo (2) にあてはまるものを解答群の中から選びなさい。 (2) 77 1k 2 Vm k m km k Imm -Vo 2Vk -VO (3 8 m F k 図 1 3π [s], そのときの小物体の位置は m 2 V k m 速さ vo N 1 k 2Vm m 小物体・ -Vo 4 1 9 2Vm mk m 2k ・Vo -Vo ⑤⑤ (5) 10 π 4 ← m 2k k m -vo m ·Vo² (2) つぎに、床がなめらかではなく、床と小物体との間の静止摩擦係数がμs, 動摩擦係数がμa の場合を 考える。 時刻 t0 において, 小物体の速度が最初に0m/sとなる時刻を [s] とする。 時刻における小物 体の位置 x] [m] は | (ウ) である。 また、この位置に静止せず再び座標軸の正の向きへ運動を開始するた めの, vo に関する条件は, (エ) である。 速さ voが (エ) | の条件を満たしていると仮定し, 2回目に速度が0m/sとなる時刻を [s] とする。 時 刻から時刻までの間において, 小物体の速さが最大になるのは, 小物体の位置が(オ) [m]のとき (カ)である。 である。また、時刻たにおける小物体の位置 x2 [m]を,x] を用いて表わすと,x2=

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Physics Senior High

小物体は右向きに進んでいる物体なのになんで加速度αは左向きなのですか?

考 (1) 板の上を小物体が運動しているとき, 小物体は板から左向 red きの動摩擦力を受けるが, 作用反作用により,板は小物体か ら右向きの動摩擦力を受ける。 小物体と板, それぞれについ て, 運動方程式をつくる。国民 の大落書く (2) (1) の加速度を用いて, v=vo+at を利用する。 (3) 一体になったとき,床から見た両物体の速度は共通である。 (1) 小物体と板が受ける力を図示すると右の通り,いずれも鉛 直方向にはたらく力はつり合っている。 小物体について, 鉛 直方向の力のつり合いより 考え方 maμ'mg 403) a=-μ'g …..① 板の運動方程式は右向きを正として MB=μ'mg B= -g...② M N-mg=0 動摩擦力の大きさf' は S6***N**AT B — f' = μ'N=μ'mg 小物体と板の床に対する加速度をそれぞれα, β とすると, 小物体の運動方程式は, 右向きを正として 板:μ' KOLO) 答 小物体:μ'g, 左向き m (2) 乗り移った瞬間が t=0 である。 t=0のとき, 9,右向き 658 AN 小物体は v Vo mg B A らかい →mo ea 板から見ると, 小物体 (8) は右へすべるので,その動 きに引きずられるように板 に右向きの摩擦力が働くと いうイメージである。 αを板から見た小物体の加 速度と考えてはならない。 運動方程式は,静止した床, 地面から見た物体の運動に ついてそれぞれつくる。

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