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Physics Senior High

写真の問題についてですが なぜ(2)(3)でエネルギー保存則を用いることができるのですか?Pがばねに衝突したときに発する音や熱などの保存力以外が生じることから、エネルギー保存則は崩れるのではないでしょうか?

EX 滑らかな水平面上に質量Mの球Q がばね定 数kのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量 m の球Pが速度で進んできた。 (1) ばねが最も縮んだときのPの速度を求めよ。 △△ (2) ばねの縮みの最大値を求めよ。 (3) やがてPはばねから離れた。 Pの速度u を求めよ。 解 (1) P がばねを押し縮めると同時に, Qは (2) 力学的エネルギー保存則より 2 1/2mv ² = 1 {mv²³ + 1 Mv² + 1/2kl² ばねに押されて動き出す。 ばねが最も縮 んだときとは Qから見て接近してくる Pが一瞬静止したときでもある。 つまり、相対速度が0となるときだ。 し たがって、このとき Qの速度もである。 AUTO200 運動量保存則より mv=mv+Mv 地面から見た温度 トク 2物体が動いているとき, "最も..... は相対速度に着目 ちょっと一言 Uを消去して整理すると 2次方程式の解の公式より u= Qから見た Pの運動 V=- m u=- P m+M m+M Vo m m+M -Vo 1% ・vo mM :: 1=v₁₁ k(m+M) k 止まった) (18) ここでQ上の人に保存則まで用いさせてはいけない。 保存則や 運動方程式は静止系 (あるいは慣性系)で用いるべきもの。 ただし, 次章で扱う慣性力の効果まで考慮すれば加速度系で用し ることもできる。 (3) Q の速度をUとすると 運動量保存則より mv=mu+MU ...... ① ばねは自然長に戻っているから,力学的エネルギー保存則よりP発射 -mvo´ 2-1/23m²+1/2 MU2 (U2) ….….…. ② (m+M)u²-2mvou+(m_M)vo² = 0 05 相対速度 0 P.Qの速度は同じ 1このとき、相対に。 M u=v とすると, ① より U=0となって不適 (ばねに押されたQは右 (1 いているはず) 20 V. m-M

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なぜこれはv0tがないのですか? そしてなぜ加速度が−になってるんですか【1番聞きたいこと】 またこの連立方程式を絵で分かりやすくして教えてくれたら嬉しいです。

Step 3 ◆ 解答編 0.59~63 34 必解 117 材木への弾丸の打ち込み 右図のように、水平でなめ らかな床の上に,質量 M〔kg〕の材木が静止している。この 対して止した。 このとき, 弾丸と材木との間にはたらく水平方向の力の大きさは、 材木に水平方向に質量 m[kg] の弾丸を速さv[m/s]で打ち 込んだとこころ弾丸はある深さだけ材木にくい込み、材木に m v でF[N] であった。この現象については,重力の影響は考えなくてよいものとする。 (1) 弾丸が材木に対して静止したときの床から見た材木の速さはいくらな 弾丸が材木にくい込み始めてから材木に対して静止するまでの間に, 力積の大きさはいくらか。 119 空中での分裂 空止 MOR LESOTH 08.0 弾丸が材本にくい込み始めてから材木に対して静止するまでの時間は (4弾丸が材木にくい込んだ深さはいくらか。 30 A hot 118 ボートから飛び出す人 静水面上を質量 50kgの人が乗ったボートが3.0m/s 速さで動いている。 ボートの後方に向かって人が飛び出したため, ボートの水面に対 る速さは 4.0m/s になった。また, 飛び出した人の速さは人が飛び出した後のボート ら見て 6.0m/sであった。 飛び出した人の水面に対する速さと, ボートの質量はいく か。 ただし、水の抵抗は無視できるものとする。 らか。 角 必解

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なぜ、黒丸がついている部分はゼロになるのですか?教えて欲しいですお願いします。

5 10 m10x+m202x = m10 x'+m202x′ + m2U2y = milly' + m2v2y' mUly 例題7 平面上の運動量保存則 図のように, なめらかな水平面上を,質 量 0.20kgの小球Aが速さ2.0m/sで進 んできて,静止していた質量 0.80kgの 小球Bと衝突した。 衝突後の小球 A, B の運動の向きが図のようであるとき,衝 突後の小球Aの速さv1' 〔m/s] と小球B の速さv2'[m/s ] を求めよ。 y4 解図のようにx,y軸を定め、それぞれの 方向について運動量保存則の式を立てる。 成分について 0.20 × 2.0 + 0.80X0 成分について 運動量のx,y成分はそれぞれ保存される。 (50) (51) = 0.20 x0 +0.80 xvz′' cos 30° ...... ( より 0.20 × 0 + 0.80 × 0 = ①式より 02' = 0.20 xvi' + 0.80 × (−v2′sin 30°) 0.40 = V1 0.20 x 2.0 0.80 x cos 30° …① これを②式に代入して 0 = 0.20 × vi' 2.0 xv3 3.0 ≒ 1.2m/s 0.80 x A (0.20kg) 類題 7x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 小球の速さ [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。 √2=1.41 とする。 √√3 2 0.80 x 2.0m/s A (0.20kg) B (0.80 kg) 2.0m/s √3 3.0 √3 B (0.80 kg) 3 3.0 A (0.20 kg) 2.0m/s V₁ 1.0m/s A 01 × v2'′ sin 30° 30° 30° 2 ≒ 0.58m/s Jo V2 6.0m/s V₂ cos 30° B (0.10 kg) 102 B x

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