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Physics Senior High

物理の問題(単振動)です。(3)から分かりません。 分かる人は教えて下さい! よろしくお願いします。

図のように, 垂直に立てたばねの下端を床に 固定し,上端には質量 M [kg]の台を水平に固定 した。台よりん [m] の高さから質量 m[kg] の小 さな球を静かに落とした。 ばね定数をk [N/m ], 重力の加速度をg [m/s2], 台の質量 M は球の 質量 m よりも大きいとして以下の問いに答えよ。 ただし, ばねの質量は無視できるものとし, 鉛 直下向きを正とせよ。 (1) 球が台に衝突する直前の球の速度 A を求 めよ。 (2) 球が台に衝突した直後の球の速度 』 と台 の速度 v′ を求めよ。 ただし, 球と台の衝突 M m 000000 は弾性衝突とし, 衝突によって水平方向の運動は生じないものとする。 (3) 衝突した後, 球と台は再び衝突することになる。そこで,最初に球を落とす高さ をいろいろ変えて2回目の衝突が起こる位置を調べてみた。 その結果, ある高さ h' [m] から落としたとき, 衝突後いったん下がった台が上がる途中,最初に衝突 した位置で再び衝突が起こった。 この高さんを求めよ。 (4) (3)で求めた高さから球を落としたとき, 2回目の衝突が起こった直後の 球の速度 va" と台の速度 vg" を求め,この後球と台がどのような運動を続けていく か述べよ。

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Physics Senior High

セミナー物理の問題です。(5)番の解き方についてです。 (2)においてMa=Mg-Tと出したので、T=Ma-Mgとなる。糸がたるむ時T=0となるので、a=gとなる。 a=-ω²x(xは引き下げた長さ)なので、あとは(4)の角振動数をωに代入してxについて解く。 上の方法では... Read More

bt えておく。 手をはなしたときの て考える。次の各問に答えよ。 (1) 物体AとBがはなれる瞬間のばねの伸びはいく らか。 (2)物体AとBがはなれる時刻を求めよ。 (3) 物体AとBがはなれた後, 物体Bは等速直線運 動をする。物体Bの速さを求めよ。 (4) 物体AとBがはなれた後, 物体Aは単振動をする。 この単振動の振幅を求めよ。 次に,図2のように,物体BをAの上にのせ,物体 Aを単振動させる。 物体AとBとの間の静止摩擦係数 自然の長さ→ -000004 図 1 Lomon A m をμ,重力加速度の大きさをgとする。 (5) 物体Bが物体Aの上をすべることなく、物体Aが単振動をするためには,振幅はい くら以下でなければならないか。 例題20 (京都工芸繊維大改) k B A 229, 滑車と単振動■なめらかに回転する軽い定滑車に,軽い糸 をかけ,一端に質量mの小球P,他端に質量 M(M>m)のおもり Qをつり下げた。次に,Pと床の間を, ばね定数kの軽いばねで 鉛直方向につなぎ, P, Q をつりあいの位置で静止させた。ばね が自然の長さになるときのPの位置を原点 (x=0) として,鉛直上 向きにx軸をとる。 また, 重力加速度の大きさをg とする。 (1) P, Qが静止しているときの, Pの位置を求めよ。 (1) の状態からPを引き下げて静かにはなすと, Pは,糸がピン と張った状態を保って単振動をした。 (2) Pが位置xにあるときのPの加速度をα,糸の張力の大きさをTとし,P,Qのそ れぞれの運動方程式を示せ。 ただし,Pは鉛直上向き, Qは鉛直下向きを正とする。 (3) Pの単振動の角振動数を求めよ。 (4) 糸がたるまないためには,Pをはなす位置がいくらよりも上であればよいか。 (立命館大改) 例題20 B ント (1) ばねが自然の長さよりも伸びると,物体Aには,左向きの弾性力がはたらくようになる。 (5) 物体Bは,物体Aとの間にはたらく静止摩擦力で単振動をする。 (3) (2)の2つの運動方程式から,P,Qを一体とみなしたときの運動方程式が得られる。 Q

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