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Physics Senior High

物理基礎無し 物体の運動 解答しか載っていないので、解説して欲しいです。

相対速度・・・・・・・・・・・ p.17 例題 1 ある速度で池を進むボートがある。池に沿って東西方向の道路を東向きに12.0m/s で進む自動車Aから見ると,ポートは北向きに進むように見えた。 また,池に沿って 南北方向の道路を南向きに 3.0m/sで進む自転車Bから見ると, ボートは北東の方 向に進むように見えた。 次の問いに答えよ。 (1) Aから見た結果より, ボートの速度の東西方向の成分の大きさを求めよ。 (2)(1)の結果とBから見た結果より, ボートの速度の南北方向の成分の大きさを求め よ。 (3)このボートの速さを求めよ。 また, 速度の向きが東西方向となす角を0とし tan の値を求めよ。 ただし, 0≦0 <90°とする。 10 → p.21 A B Vo ② 水平投射と自由落下 水平面からの高さがHの点から小球A 速さで水平に投げ出した。 それと同 時に, Aから水平に距離Lだけ離れた高さ Hの点から小球Bを自由落下させたところ,H AとBは点Pで衝突した。 重力加速度の大 きさをgとして,次の問いに答えよ。 (1) Pの水平面からの高さんを求めよ。 (2)衝突する直前, Bから見たAの相対速度の大きさと向きを答えよ。 (3)AとBとが空中で衝突するためのひの条件を求めよ。 由 ③ 斜方投射 右の図のように小球を放物運動させて, ちょうど最高点に達したときに,発射点か ら水平方向に距離Lだけ前方にある高さが Hの台の上にのせたい。 小球を打ち出す仰 角0と初速度の大きさをいくらにすれ ばよいか,(1)~(5)にしたがって求めよ。 た だし, 重力加速度の大きさをg とする。 Vo -L- h p.24 例題 2 H (1) 小球が運動し始めてから最高点に達するまでの時間を vo, 0, gで表せ。 (2) 最高点の高さが台の高さHに等しいとすることにより,Hをvo, 0, gで表せ。 (3)(1) で求めた時間で水平方向に距離Lだけ進むことから,Lを vo, 0, gで表せ。 (4)(2)(3)より, tan をH, Lで表せ。 (5) このような条件を満たす初速度の大きさv を H, L, g で表せ。 15 20

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Physics Undergraduate

大学古典力学の2質点系の問題です。 この問題の(II)で重心Gに対する相対位置ベクトルとして、解答下線部のようにおいていますが、何故こうなるのですか?分かる方がいましたら教えて下さい。

演習問題 96 2質点系の運動 (I) 右図のように xyz 座標をとる。 長さ 3r の質量の無視できる棒の両端に,それ ぞれ質量 2mmの質点を取り付けたも のが、その重心Gのまわりを一定の角 速度で回転している。 重力はy軸の負voy = の向きに働くものとし、この2質点系の y4 2m cart ro Wo m Vo. vosino- Pox VoCose ス 重心Gを, 原点から、時刻 t = 0 のときに 仰角6 (0<</2)初速度 Do = [Vox, Voy, 0]. (vo=||vo||) で投げ上げるものとする。 このとき、この回転しながら運動する 2質点系について、時刻におけ る (i) 全運動量P, (ii) 全運動エネルギーK, () 全角運動量Lを 求めよ。 また, (iv) この2質点系の位置エネルギーを求め、力学的 ネルギーが保存されることを示せ。 ただし, 2質点系の回転はxy 平面 内で起こるものとし、 空気抵抗は無視する。 ヒント! (i) 全運動量P=PG, (ii) 全運動エネルギーK=KG+K', (i) 全角運動量L=Lc+L' の公式通りに求める。 (iv) 位置エネルギーの基 準を zx平面にとる。 解答&解説 P=Pc=3mUG (ii) 2質 K = (KG ここ KG= 質量 重心 K質重Gがで対 G が, で 対 Vol (速 V01 G Toz こ Vo さ V02 -v=jo =[var-gt+v 以 G (3m) (i) 2質点系の全運動量Pは,全質量 3m が集中したと考えたときの重心Gの運動 量 Pc に等しい。 重心Gには,重力に よる加速度g = [0,-g, 0] が生じるので, その速度UGx成分は, Per PacOS (一定成分は, Voy = - gt+ vosino となる。 t = 0 のとき Poy= Posin より ∴Uc=rc=[vocose, -gt + vasin0, 0] ……① より, P=Pc=3mUc=3m [vocoso, gt + vesin 0, 0] となる。 K 162

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Physics Senior High

この全ての問題の途中式を教えて欲しいです🥺

20 S 確認してみよう A (1)x軸上を等加速度直線運動する物体について、 次の問いに答えよ。 (a) 加速度が正の向きに 1.5m/s? とする。 正の向きに 2.0m/sの速さ で原点を通過してから 4.0 秒後の速度はどの向きに何m/sか。 (b) 加速度が負の向きに 3.0m/s とする。 正の向きに 8.0m/sの速さ で原点を通過してから2.0秒間運動した。 この間の変位はどの向 きに何か。 (c)正の向きに 10.0m/sの速さで原点を通過してから8.0m進んだと き正の向きに 6.0m/sの速さであった。 この運動の加速度はど の向きに何m/s2 か。 (2)x軸上を等加速度直線運動する物体について, 次の問いに答えよ。 (a) 静止していた物体が正の向きに 5.0m/s2の加速度で動き始めた。 速度が正の向きに 16m/s となるまでの時間は何秒か。 (b) 加速度が負の向きに 1.2m/s2 のとき, 原点を通過してから5.0 秒 後の速度が負の向きに 2.0m/s となった。 初速度はどの向きに何 m/s か。 ヒント 表現に注意! 「静止していた物体が動き 始めた」 →初速度は 0 (3)x軸上を等加速度直線運動する物体について、 次の問いに答えよ。 (a)正の向きに10m/sの速さで原点を通過してから, 4.0秒間で60m 進んだ。 この運動の加速度はどの向きに何m/s2 か。 (b) 正の向きに 20m/sの速さで原点を通過してから5.0 秒後にもとの 位置にもどった。 この運動の加速度はどの向きに何m/s2 か。 (4)x軸上を等加速度直線運動する物体について, 次の問いに答えよ。 (a)正の向きに 4.0m/sの速さで原点を通過してから16m進んだ所で 停止した。 この運動の加速度はどの向きに何m/s2 か。 (b)正の向きに 5.0m/sの速さで原点を通過した物体が, 負の向きに 4.0m/s² の加速度で運動し、やがて速度は負の向きに 3.0m/s に なった。 この間の変位はどの向きに何mか。 ヒント 表現に注意! 「物体がもとの位置にも どった」 →物体の変位は 0 ヒント 表現に注意! 「物体が停止した」 →最終的な速度が0 (5)x軸上を運動する物体を考える。 正の向きに 6.0m/sの速さで原点を 通過した物体が,一定の加速度で運動し, 12m進んで停止した。 (a) このときの加速度はどの向きに何m/s2か。 (b)12m進むのにかかる時間は何秒か。

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