（1）で解答は力のつりあいで求めているのですが、運動量保存則で解いたら答えが違います（т-т）まず自然の長さの重力による位置エネルギーのmgd＝1/2kd＾2（弾性力による位置エネルギー）と式をたてて、k＝2mg/dと導きました。問題文にも点Pのときdだけ伸びた状態で静止し... Read More

質量mの小球を軽いばねでつるしたところ, ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。 このときの小球の位置を点Pとする。重力 加速度の大きさをg とする。 (1) ばね定数をm, d, g で表せ。 (2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ、静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さをm,d,g で表せ。 eeeeeee

(6)で磁場による力が働いているのにエネルギー保存則が成り立つ理由を教えてください

(4)(ア)から(エ)の全区間でコイルに生したジュール熱の総量を求めよ。また、この総量とコイ ルの速さを一定に保つために作用させた外力との関係を述べよ。 129. 〈斜面上を動く正方形コイルに生じる誘導起電力〉 図のように、水平面となす角度が ⑥ (0x0<)の十分 長い斜面がある。この斜面に、質量がm, 電気抵抗が R, 磁場 B JAC [21 高知大改 A D 1 m.R B M x 0 1辺の長さがdの正方形の1巻きコイル ABCD を置く。 いま、斜面にそって下向きをx軸にとる。斜面上のx≧0 この領域には、面と垂直上向きに磁場があり,その磁束密度 の大きさはxの関数として, B=kx で与えられる。 こ ここでは正の定数である。 コイルの自己インダクタンス, およびコイルと斜面の間の摩擦力はないものとする。 重力加速度の大きさをgとする。 初めに、コイルの辺BCがx軸と平行で,辺AB と辺 CD の位置が,それぞれ, x=0 と x=dになるように置いた。 この状態から, コイルを静かにはなしたところ, コイルは辺 BCがx軸と平行なまま。斜面にそって下向きに動きだした。 辺ABが位置 xにあり,速さで運動している瞬間について,(1)~(6)に答えよ。答えの式 は,m,g, R, k, x, devのうち必要なものを用いて表せ。 (1) 辺ABの両端に生じている誘導起電力の大きさ V」を求めよ。 また, 電位が高いのは端A と端Bのどちらか答えよ。 (2) コイルに生じている誘導起電力の大きさ Vを求めよ。 Xxx dayRoux よって、 E=Bwx OPの電力の大きさV[V] とれるから V-12/Baw まるようになるか OPのである。 P(W) 抵抗で R に流れる電流の大きさ であるから 受ける力の式「F= (4)の向きが②だから、フレ 仕事率(W) は、 (7) Baw Ba 131〈相互誘導〉 2 AR ファラデーの電磁誘導の法則 比較する。 が流れているコイル <コイル」を貫く磁束のは、 SISL N₁ 電流が

物理の力学的エネルギーの保存の問題なんですが、図のような問題の場合どっちを基準水平面として計算すればいいですか？

A B どっちを基準水平面に すれば良い?

問2の左辺がなぜこうなるのかか、わからないので教えてほしいです。

30. 平面上の運動量保存則 4分 なめらかな水平面上にx軸 と軸をとる。 図1のように, 質量mの小球Aがx軸の正の 向きに速さで,質量 M の小球Bがx軸の負の向きに速さ V で進んでいた。そのとき mv=MVが成りたっていた。 S y m, v V M A B 問1 小球 AとBの運動エネルギー EA, EB の比 を表す EA EB 式として正しいものを、次の①~⑦のうちから1つ選べ。 2 m m m M ① ② ③ ④ 図 1 M M2 VM m M2 M ⑤ ⑥ ⑦ 1 m m その後, 小球AとBは衝突し、 図2のように,小球Aはx 軸と角度をなす向きに速さで進んで行った。 問2 衝突後の,小球 B の速度のy成分の大きさを表す式と して正しいものを、次の①~⑥のうちから1つ選べ。 B A u m

物理です。 こんなかんじの問題の時、運動量保存則は水平成分と鉛直成分で分けるのに、運動エネルギー保存の式はこのように水平と鉛直で分けて考えないのはなぜですか？この式がそもそも間違ってたらそれも教えて欲しいです🙇🏻‍♀️‪‪

y A (dsm) 30° A Vo 30° B 0 なる。Kは 図 8-1 Vi B 20 V2 →x 問2 2 正解 ④ 3 正解 ③ 弾性衝突では衝突によって力学的エネルギーは失われ ない。 衝突の前後で運動エネルギーが保存するから, 1/12m+1/2m2= m2=1/2mu mvi 022+02 2 = Vo 2 mvo 2 3

問題(１)に水平面に達した時と書いてあるのですが、運動エネルギーを求める際に0.4(質量)×9.8(重力加速度)×1(高さ)の式が成り立ちます。 ここが疑問なのですが、問題に水平面上にあると書いてあるのですがなぜ高さが0ではなく1なのでしょうか？ 教えて下さると嬉しいです。

□123.曲面上での運動とばね 図のよう になめらかな曲面と水平面がつながっている。 水平面から高さ1.0m の曲面上に, 質量 0.40kg -1.0m この物体を置き, 静かに手をはなす。 物体は水平 面上に達し,一端が固定されたばね定数 49N/m のばねを押し縮めた。重力 加速度の大きさを9.8m/s2 として,次の各問に答えよ。 (1) 水平面に達したときの物体の運動エネルギーは何Jか。 mv³ 9.8 o.g 6 0161

2番の問題文の意味がわかりません 1番と同じ解き方をしました

22 基 水平面上に置かれたばね 定数 k (N/m) の軽いばねに 質量m[kg] の小球Pを押し当 自然長 上の運 mmmmmmp 130° TIMIN y0 なので,h=r/2+y と放物運動の解法に従ってもよい。 (4) 力学的エネルギー保存則をCE間で適用してもよいが、 AE間が早い。 a て, ばねを自然長からα 〔m〕 B[2] だけませ。 静かにPを放した。 水平面は図の点Aより左側は滑ー保 であるが, 右側はあらく, Pとの間の動摩擦係数はμである。 重 速度を(m/s)とする。 (1) ばねから離れたPがAに達するときの速さを求めよ。 (2) ばねの縮みが2/24[m] であったときのPの速さを求めよ。 (21 のにで 0+ka² = mu²+0 a (2)+1/2 kal-1/mul/1/14 (1) = mu² + ネル mgr= √2 gr どこを結ぶかが腕の見せ所 22 ばねの場合、力学的エネルギー保存則は12mo'+12kx' = 一定となる。 (1) Pは自然長の位置でばねから離れる 。 k v=a [m/s] m ③ u= a 3 k 2Vm 自然長からの 伸び縮み [m/s]

2番のアについて F1＝F０のときｆが最大摩擦力になるのは何故ですか？ 自分で消しゴムと本でやってみたんですけど、一体になっているからと言って静止摩擦が最大とは限らないんじゃないかと思いました。 引く大きさが最大の時よりも小さくても、一体になってますし、どういうことなのでし... Read More

16 20* 基 滑らかな水平面上に質量 M, 長さLの板を置く。 板の上 面はあらい水平面で, 右端に質量 mの小物体Pが置かれている。 重力加速度をg とする。 板 M -L Pam 力 意 数 (1) 板に一定の大きさの力F を水平右向きに加え続けたところ, Pと 板は一体となって運動した。 42 20 力学 17 (1) (ア) P と板の一体化の見方により, 運動方程式は (m+M)a=F ... ① F a=. m+M (イ) Pだけに注目する。Pは板から静止摩擦力を受 けるが、Pの加速度が右向きだから, fも右向きと 決まる (ma=Fよりこの向きはの向き)。 あ るいは,Pは板によって右に「引きずられて」 動い ているという考え方でもよい。 P の運動方程式は ma=f...②.f=ma= すべりがなけれ 静止摩擦力 av YA Fi (ア) 板の加速度αを求めよ。 (イ)Pが板から受けている摩擦力の大きさfを求めよ。 (2) 板とPを静止させ, 板にFよりも大きい一定の力 F2 を水平右向き に加え続けたところ, 板は運動し, Pは板の上をすべり続けた。Pと 板の間の静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ' とする。 (ア) Pが板上ですべるためには F2 はある値F。 より大きくなければな らない。 F を求めよ。 (イ) F2 の力を加えているときの板の加速度 A を求めよ。 (ウ) Pが板の左端に達するまでの時間を求めよ。 m m+MF 別解 板に注目する。 板はPから反作用 (赤矢印) を左向きに受ける。 そこで, 板の運動方程式は MaF-f ... ③ ③ 接触があれば 作用反作用に注意 この式に(ア)で求めたα を代入すればfが求められる。 初めから②と③の 連立 (未知数はα と f)で解いてもよい。 ②+③ = ① の関係がある。 つまり、各 部分について正しければ、全体についての式が自然に得られる。 (2)ア) F=F。 のとき, fは最大摩擦力μmg になるから,上の結果より Fo=μ (m+M)g m Fo=μmg m+M (イ)Pは板に対して左へ滑るから、動摩擦力 (神奈川大 + 玉川大 + 鹿児島大) a= 30 4] エネルギー保存則 MA=F2-μ'mg f' =μ'mg を右向きに受ける。 板はその反作用 (赤矢印)を左向きに受けるので、板の運動方程式 は F-'mg A= M 力学的エネルギー保存則 (ウ)Pの加速度を α とすると 運動エネルギー 1/12m+ 位置エネルギー = 一定 ※ 実用上は摩擦がないとき用いられる。 ma' =μ'mg F2 ⇒A やはり板はP を右へ引きずる a='g 板に対するPの相対加速度は 位置エネルギーとしては,重力の位置エネルギー mgh a=α-A=F2-μ' (m+M)g M Pは板に対して初速0で左へ動くから,ここで左向きを正に切り換えると 2L 2 ML =v=VF-μ(m+M)g やばねの弾性エネルギー 1/12hx などがある。 エネルギー保存則 摩擦がある場合は, 摩擦熱という熱エネルギーを考えれば よい。 摩擦熱 = 動摩擦力 × 滑った距離 I=1/2lalt 右向きを正として続けるなら, Pの座標xがx=-Lとなることに注意し, 12/2立する。 なお、一般にμであり、F>Fo=μ(m+M)g>μ'(m+M)g よりα <0と なっている。 40x

問題文でこのようにどちらかの向きが正で速度が文字で表されていた時、正と定められた向きと逆の向きの速度は問題文に示された文字にマイナスをつけますか？それとも逆の向きだということを考慮して最初から文字が示されてますか？どっちなんでしょうか。教えてください。

m[kg] の物体Aを速さ [m/s] で進ませてBに衝突させる。 物体の大きさは考えなくてよく、 図のように、なめらかな水平面上に質量 M [kg] の物体B を静止させておき, 左方から質量 A,Bの運動はすべて同一直線上で行われるとして, 次の問に答えよ。 ただし, 速度 加速度, 力力積は図の右向きを正とする。 (1) AとBが衝突しているとき, AとBとの間にはたらく平均の力の大きさをF[N], 衝突 時間を⊿t [s], 衝突直後の AおよびBの速度をそれぞれ[m/s], V[m/s] とし,A,Bそ れぞれについて運動量と力積の間の関係式を書け。また,それらを用いてAとBからなる 系全体について成り立つ運動量保存則を示す式を導け。 (2)AとBの間の反発係数をeとする。 衝突直後のAおよびBの速度 [m/s], V [m/s] を それぞれe,m,M, ひ。 で表せ。 (3)衝突後 A がはねかえされて左向きに進むための条件を求めよ。 (4) AとBの衝突時に, AがBから受ける力積をe, m, M, v で表せ。 * (5) AとBの衝突の際に失われる運動エネルギーをe, m, M, vo で表せ。 するとき、反発係数を A Vo m BOM 対速度)

どうしてN >＝0 であれば、小球が面を離れずに点Bを通過できるのかが分かりません。

基本例題 36 鉛直面内の円運動 165,166,167,168 解説動画 図のように, なめらかな斜面と半径rのなめらか な半円筒面が点Aでつながっている。 質量mの小 球を点Aからの高さんの斜面上の点Pで静かには なしたところ,小球は面にそって運動し,最高点B を通過した。 重力加速度の大きさをgとする。 (1)点Bを通過するときの小球の速さを求めよ。 (2) 点Bを通過するために, んが満たすべき条件を求めよ。 指針 最高点Bで受ける垂直抗力が0以上であれば, 小球は点Bを通過できる。 解答 (1) 点Aを重力による位置エネルギーの 基準とし、点Pと点Bの間で力学的 エネルギー保存則を立てると -mu2+mg2r 0+mgh=/12/31 よってv=√2g (h2r) (2) 点Bで小球が円筒面から受ける垂直 抗力の大きさをNとする。 小球とと もに運動する観測者から見ると, 点 Bにおいて小球には重力, 垂直抗力 遠心力がはたらき, これらがつりあ っている。 したがって v2 m─-N-mg=0 r よって v2 N=m- mg r 2g(h-2r) =m 2h -(2-5) mg r B A m B ひ mg N 0 -mg N≧0 であれば,小球は 面を離れずに点Bを通過できる。 したがって =(2-5) m N= -5mg≧0 ゆえに h