力学の問題です。ハイライト部分の問題ですが、自分の解き方の力学的エネルギーを使った考えのどこが間違えなのかを教えてほしいです。

入試問題を 漆原の解法で解こう 解答編 p.4~p.9 最重要 重要問題 01 糸でつながれた2物体の運動 天井 図のように、伸び縮みしない糸の一端を水 平と0の角をなすなめらかな斜面上のおもり Aと結び, その他端を定滑車P, およびおも りBがつり下がっている動滑車Qに通し, 天 井に固定した。 いま, おもりBを床からLの 高さに置き、静かに手を放したところ, おも りAは斜面に沿って上り, おもりBは落下を 始めた。 おもりAとBの質量をそれぞれ M と M2, 重力加速度の大きさをgとし,滑車 と糸の質量および滑車と糸の間の摩擦は無視 できるものとする。 M₁ A B M2 (1) おもりAの加速度の大きさは, おもりBの加速度の大きさの何倍か。 (2) 糸の張力の大きさを求めよ。 (3)おもりBの加速度の大きさを求めよ。 (4) おもりBが床に衝突するときの速さを求めよ。 (5) おもりAが斜面に沿って登り得る最大の距離を求めよ。 <東海大 〉 重要問題 02 摩擦力を介した2物体の運動 水平面に対して角0傾いた広い斜面がある。 図のように, 斜面上に質量 m1 の平板Aを置 き,さらにAの上に質量m2の小板Bを置き, 両者が動かないように支えておく。 支えを静 かにはずしたとき, 斜面の上をAが,またA の上をBが, それぞれ下方にすべり出した。 斜面とAとの間, およびAとBとの間の動摩 B A 擦係数をそれぞれ141, 12 (12μ12), 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 斜面に平行な方向のBの加速度を求めよ。 ただし, 斜面下向きを正とする。 12 第1章 力学

50の(3)で衝突した後の速度を求める時どうして運動量保存の式立てて、反発係数の式立ててってやらなきゃなんですか?単純にeかけてはねる方向を予測してマイナスつけたりするのでは何か不都合があるのでしょうか？ 教えてください、お願いします

知識 OP A B W 50. 台と小球の運動 図のように、なめらかな曲面と 水平面、 鉛直な壁Wをもつ質量Mの台が、 摩擦のない 床の上に置かれている。 台上の点Pから、質量mの小 球を静かにすべらせた。 壁Wと小球の間の反発係数 をe(0<<1)、点Pの水平面 AB からの高さをん、重 力加速度の大きさをg とし、 速度はすべて床に対するものとして、 右向きを正とする。 (1) 小球と台が運動している間、 小球と台の運動量の水平成分の和を求めよ。 (2)小球が最初に点Aを通過するときの、小球の速度と台の速度を求めよ。 (3) 小球が壁Wと最初に衝突した直後の、小球の速度と台の速度 V' を求めよ。 (4) 衝突後、 小球が達する最高点の水平面 ABからの高さん' を求めよ。 (17. 兵庫県立大 改) 例題 5

(1)についてです。 往復にかかる時間の逆数回、単位時間あたり衝突する、とありますが、これは最初に気体分子がどこにいるかによって変わりませんか？ 例えば、最初に分子がx=0のところにいたら、最初の衝突にかかる時間と二回目以降の衝突にかかる時間は違うと思います。 御回答よ... Read More

発展例題25 気体の分子運動 発展問題 305 306 一辺の長さがLの立方体容器に,質量mの気体分子がN 個入っている。 分子は, 容器内の壁と弾性衝突をする。 (1)1個の分子の速度のx 成分を vx とする。 x軸に垂直な 壁Aが, 1個の分子から受ける力の大きさはいくらか。 N mvxiA L (2)各分子の速度成分の二乗平均を vx とすると,N個の 分子全体から壁Aが受ける力の大きさFはいくらか。 L -L- x (3) 全分子の速度の二乗平均を とすると, 壁Aが受ける圧力はいくらか。 指針 (1) 分子が壁の間を往復する距離 は2Lであり,往復にかかる時間は 2L/vx なの で、単位時間あたり, 壁Aに vx/(2L) 回衝突す る。時間の間では, vxt/(2L) 回衝突する。 (3) 分子の数はきわめて多く, 速度の二乗平均 には,vvvv/3の関係が成り立つ。 解説 (1) 1回の衝突で分子が受ける力 積は,-mux-mvx=-2mvx であり,その反作 用として, 壁Aは2mvx の力積を受ける。 分子 は、時間の間に, vxt/(2L) 回衝突するので, mvx 2 力の大きさは, Vxt ft=2mvxx f=- 2L L 20x2 (2) =vxなので,力の大きさFは、 N F=Σ- mvx2 Nmvx2 L L F Nmvx2 (3) 圧力は, p= L2 L3 Nm v² Ux から, p = 3 3L3

(4)答えと解き方が違うが正しでしょうか？ W保存力は0 W非保存力は0 内力のみ働く。 ΔK=W保存+W非保存に代入。 変形して ΔE=0 AIは不正解と言ってました。

ヒント 29 38. 〈水平面上での2物体の衝突〉 A CB AVA B VB なめらかな水平面上に,同質量m[kg] の2個の小物体AとB がある。 図に示すように, 静止しているBにAを左側から速さ ① [m/s] で衝突させたところ, 衝突後のAの速度ベクトルは,大 きさは [m/s] で, 衝突前のAの速度ベクトルとなす角は @rad〕 であり,Bの速度ベクトルは,大きさはBm/s] で, 衝突前のAの速度ベクトルと なす角はB〔rad〕 であった。 B 9 (1) まず, 衝突前のAの運動方向と平行な, 運動量の成分について考えよう。 衝突前と衝突後 で,小物体AとBの運動量成分の和が等しいことを表す式を書け。 9 (2)次に, 衝突前のAの運動方向と垂直な, 運動量の成分について考えよう。 衝突前と衝突後 で,小物体AとBの運動量成分の和が等しいことを表す式を書け。 9 (3)VA と VB をそれぞれ, V, α, β を用いて表せ。 T 2 (4) 特に, α+B= であった場合, ⊿E 〔J] を求めよ。 ただし, 衝突前の小物体AとBの力 学的エネルギーの和をE〔J〕,衝突後の小物体AとBの力学的エネルギーの和をE' [J] と したとき ⊿E=E'-E である。 必解 39 〈小球と壁面との衝突〉 [15 名古屋工大〕 次の文章を読み, 以下の問いに答えよ。 図に示すように, 水平な床と,鉛直方向に置かれた 壁がある。 壁から距離L離れた床上の点0から45°を なす向きに,小球を大きさの初速度で投げ上げた。 小球は壁上の点P (床からの高さん) で, 壁に対して垂 45° Vo

（3）を教えてください🙇‍♂️

2 図のように,質量mの小球を点0から水平に速さで投げたところ, 小球は鉛直な 壁面上の点Pではねかえって, 水平な床の上の点Qに落ちた。 点0の床からの高さを h, 壁からの距離をL, 小球と壁の間の反発係数(はねかえり係数) を e(0<e< 1), 重力加速 度の大きさをgとする。 ただし, 小球は壁に垂直な鉛直面内で運動するものとする。ま た,壁はなめらかであるものとする。 v=votat 90:vot+ fat V²- Vo² = 207. Vo L h=//t 2 た HP→ g (1) 小球を投げてから点Pに当たるまでの時間 (2) 小球を投げてから点Qに落ちるまでの時間 vo, L を用いて表せ。 もに を g を用いて表せ。 を (3)点Pで壁に衝突したときに, 小球が壁から受けた力積の大きさをm,vo,eを用い て表せ。 はたら F=m-a (4) 点Pで壁に衝突してから, 点Qで床に落ちるまでの間の小球の水平移動距離を h, L, eg を用いて表せ。 (5)点から投げた直後の小球の力学的エネルギーE。 と, 点Qに落ちる直前の力学 的エネルギーE」 の差 E-E を m, vo, e を用いて表せ。

（1）でなんでcos30になるんですか？三角形が30°なのはわかるのですが、なんでこの式に入るかわかりません。

sか。 2.0 3.0 5.0 t[s〕 例題 29 知 133 運動量と力積 ピッチャーが投げた質量 0.15kgの ボールをバッターがセンター方向 (正面)へ打ちかえした。こ のとき,30m/sの速さで水平に飛んできたボールを仰角 60°の 方向に30m/sの速さで打ちかえしたものとする。 30m/s 30m/s 60% (1)バットがボールに加えた力積 I の大きさはいくらか。 (2) ボールとバットの接触時間が1.0×10-2秒であったとすると, ボールが受けた平均の 力の大きさは何Nか。 例題 29 124 運動量の保存 (合体) 知 天井に FFF

v=のとこで、2の2乗+1.5の2乗をルートなくすほうほうがわかりません。たしたら6.25で、ルートなくせなくないですか？

基本例題 31 平面上の運動量の保存 139 解説動画 なめらかな水平面のx軸上を正の向きに6.0m/sの速さで進んでいた 質量 0.10kgの小球Aと, y 軸上を正の向きに 4.0m/sy の速さで進んでいた質量 0.20kgの小球Bが原点Oで衝 突した。 衝突後のAの速度のx成分が2.0m/s, y成分 が 5.0m/sであるとすると,Bはどのような方向へ速さ 何m/sで進んだか。 衝突後のBの速度の向きは, x軸 となす角を0とするときの tan の値で答えよ。 A 6.0m/s 0 x 4.0m/s BO 指針 衝突後のBの速度のx, y成分を仮定し, それぞれの方向で運動量保存則の式を立てる。 vy=1.5m/s ひx=2.0m/s, vx=2.0m/s,vy=1.5m/s したがって, Bの速さ はv=vx2+vy2 解答 衝突後のBの速度のx, y成分をそれぞ れ ひx, vy [m/s] とすると, x方向とy 方向について運動量の各成分の和がそ れぞれ保存されるから =√2.02+1.52 x方向: 0.10×6.0 = 0.10×2.0+0.20vx 方向:0.20×4.0=0.10×5.0+0.20vy この2式からひx と y を求めると =2.5m/s tan0= Vy 1.5 = = Ux 2.0 =0.75 Vy 0 Vx B DLAZ

解説お願い致します🙇🏻‍♀️

地面の高さに小球Aが,高さんのビルの屋上の高さ に小球Bがある。小球Aと小球Bは同一鉛直線上にあ り、重力加速度の大きさをgとする。 Ant

なんでe=0のときに一体になって力学的エネルギーの変化は負で減少するんですか？

高2 理系物理 授業プリント7-⑥ 「運動量の保存」 なめらかな水平面上で静止している質量m[kg] の小球 B に, 4. 運動量保存則とエネルギー保存則 教科書 P158~159 2物体の衝突と力学的エネルギーの変化 衝突前 速度0[m/s]で進む同じ量の小林 A が一直線上で正面衝突 (m), をすることを考える。 衝突後の小球 A, B の速度をそれぞれ /s The 01 突 突し, 衝突 速さ いく 後の力学的エネルギーの変化量4E を求めよ。 [m/s], v2 [m/s], 2球の間の反発係数をeとする。 衝突前 【衝突後の速度の求め方】 ①運動量保存則の式をつくる ②反発係数の式をつくる ③衝突後の状況は答えの符号で判断 ①運動量保存則より mvi+0=mvit V=Vi'+V^^ ②反発係数の式より Vi-v2 Vi-o - eV₁ = VI - Vé ... ② -e ①-②より V=V+12 +1-ev₁ = vi-v₂ (1-e)V₁ = Vi vi's Levi 2 V₁ = V₁² + V₂ -Lev=Vi-v2" (1+c)Vi=2V21 e=1のとき (弾性衝突) + Ví Ev =0 B (質量m) 運動エネルギー 22mo 衝突後 運動エネルギー imoist 1/12mo22 1/12m0 B 連立で解く 力学的エネルギーの変化 AE 質量同じ e=1 AE=後一前 =(1/mrit+/mv^)-(1/2mvito) = {m (v.) ±m (v.)*} -/mvi² △=/mvi(0) DE=/mvi(1/2) =0 V2'=1V,= V1. e=0 のとき (完全非弾性衝突) 速度交換 力学的エネルギーの変化は0 V1/11/20V/Vi7e=0のとき 一体 V2'=10V1=1/V1」 →力学的エネルギーは保存される AE = = mv₁ ² (0+1) =-mv₁² 力学的エネルギーの変化は 負 →力学的エネルギーは減少する

なんで赤のマーカーのような分数になるんですか？

類題 25 教科書 P147 x軸上を速さ2.0m/sで正の向きに進む質量 0.20kg の小 球A と, y 軸上を速さ 6.0m/sで正の向きに進む質量 0.10kg の小球B とが座標軸の原点で衝突し,衝突後, 小球 Aは速さ1.0m/sでy軸上を正の向きに進んだ。こ のとき,衝突後の小球B の速さv [m/s] と, 小球B の 進む向きがx軸の正の向きとなす角 0を求めよ。 1.0m/s 2.0m/s ただし、√2 = 1.41 とする。 運動量保存則より A(0.20 kg) (2) 0.20×2.0+0.10×0=0.20×0+0.10xVc0s 日 y 0 +0.10x 6.0. = 0.20×1.0+0.10x V'sing 0.40=0.10x V'coso →tanθ=1 0.60=0.20+0.1ox V'sino 0=450 S0.40=0.10xV'cose ① ①より 20.40 =0.10x V'sine 0.40=0.1oxbsin 0.40=alox V'coso に sino Cose =tonθ 0.40=0.10×V'cos 450 0.40=0.10x/ 4= V=452=5,64 - - 4- m/s 34 Visin A Vicose 6.0m/s B(0.10kg) x