この問題の解説をして欲しいです。途中式や計算方法を教えて欲しいです。お願いします。

7 力積と運動量に関する実験を行った。 静止している質量 f [N]↑ m[kg]の台車Aに, 一直線上を速さ [m/s]で進む同じ質 量の台車 B を衝突させる。 台車に内蔵された力センサーに より台車の運動を調べると, 台車 A にはたらく力の大きさ f [N] と経過時間 t [s] の関係を表すグラフは図のようにな った。 0 (1) 図の斜線部分の面積は何と等しいと考えられるか。 次の選択肢から選べ。 ① 台車 A がされる仕事 ② 衝突後の台車 A の運動量の大きさ ③衝突前の台車Bの運動エネルギー ④ 台車Aに力がはたらいている間の平均の加速度 (2) 斜線部分の面積がmとなったとする。 台車間の反発係数はいくらか。 t[s]

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6 質量1.4kgの台Aがなめらかで水平な床の上に 置かれている。この台Aの上面に、 質量 0.60kg の小物体Bが上面と同じ高さの水平面から乗り移 った。 小物体Bが台Aの上面を動きだすと同時 に, 台Aも床の上を動きだし,やがて, 小物体Bと台Aは一体となって動き続けたとす る。 乗り移った瞬間の小物体Bの速さを0.70m/s, 台Aの上面と小物体Bとの間の動摩 擦係数を0.25,重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 一体となった後の小物体Bと台Aの速さV [m/s] を求めよ。 (2) 一体になるまでに小物体Bが失った運動量の大きさは,動摩擦力が小物体Bに与 えた力積の大きさに等しい。 このことを用いて, 小物体Bが台A に乗り移ってから 一体になるまでの時間 4t [s] を求めよ。 B0.70m/s T 6.6g LA

この問題の解説をして欲しいです。途中式や計算方法を教えて欲しいです。お願いします。

2 一直線上において, 速さ [m/s]で進む質量 m[kg] の小球 A を,静止する質量 m2 [kg] の小球 B に衝突させた。 衝突前に小球Aが進む向きを正の向きとし, 衝突は弾性 衝突であるとする。 を (1) 衝突後の小球Aの速度v[m/s] を求めよ。 求めたの式についてのPさんと Q さんの会話文を読んで、 次の問いに答えよ。 Pさん: 「衝突後に小球Aが静止することはあるのかな。」 Qさん: 「v」の式を見ると,1 のときに小球が静止することがわかるね。｣ Pさん: ｢ 1 ではないとき,衝突後の小球Aが進む向きはどうなるかな。」 Qさん: 「v」の式に” が含まれているから, 衝突後の小球 A の進む向きは,衝突前 の小球 A が進む向きと同じなんじゃないかな。｣ (2) に当てはまる適切な式を答えよ。 (3) 下線部は間違っている。その理由と, 衝突の前後で小球 A が進む向きが変わるの はどのようなときか説明してみよう。 M.

(5)解説で「⑤式において、θ＝135°にもかかわらずΔλ≒0となるのは〜」とあるのですが、なんでΔλが0に近づくとX線強度が跳ね上がるのですか？ (出典:難問題の系統とその解き方)

(i) 電圧 くなり ・飛び のよう たの) 傾きこん Wo h ら, 例題 コンプトン効果 電子の質量をm, プランク定数をん, 光速をcとして、以下の設問 に答えよ。なお, (1), (2) 以外は解法も簡潔に記すこと。 [A] 1923年, コンプトンは波長入のX線を金属薄膜に照射し、散乱さ れたX線の強度の角度分布を測定した。その結果の一部を模式的 に示したのが図1であり,X線が散乱されてもとの波長より長く なっている成分のあることが観測されている。 コンプトンはこの現象を,X線を粒子と考え、この粒子すなわ 光子と静止している電子との衝突と考えて解明した。 図1(a) X線強度 (X線の散乱角80°) 入 X線波長 図 1 (b) X線強度 (X線の散乱角0=135°) M 入。 入 X線波長 図2 入射光子 (19) O- 散乱光子 (1) O 反跳電子 (0) (1) 光子のエネルギーEと運動量P を,h, c, およびX線の波長入のう ち必要なものを用いて, それぞれ表せ。 (1-cos 0) を導け。 ただし、 (2) 散乱前後の光子の波長をそれぞれ入, 入] とし, 反跳電子の速さをか とし,入射方向に対するそれぞれの散乱角を,図2のように0.④と する。このとき,入射方向とそれに垂直な方向の運動量保存則を それぞれ記し,さらに、エネルギー保存則を記せ。 h (3) 41 (=A₁-A)=- 4 « 1 として、 do mc 近似を用いること｡ (4) 反跳電子の運動エネルギーの最大値T maxをm,hcおよびふを用 いて表せ。 (50=135°の図1(b) では, 波長入。 付近にもピークが見られる。波長の ピークが光子と金属中の電子との散乱によるのなら､山のピーク は光子と何との散乱と考えられるか。 理由も述べよ。 [B] 一方、電子の波動性については, 1924年ド・ブロイが予想し, 1927年デヴィッスンとジャーマーが検証した。 彼らは格子間隔dの 2-1 原子の構造 263

物理の問題で、台上の物体の運動を考える時、物体が静止と書いてあったら台と小物体の速度がつりあったと考えるんですか？

チェック問題 4 台上の物体の運動 図のような形状で,なめらかな 部分ABCと粗い部分CDEをもつ 質量Mの台が,なめらかな水平 面上に置かれている。いま、質量 mの小物体を初速度0で点Aから h すべらせたところ,小物体はB,Cを通過し,Dで止まった。 台の粗い面と小物体の動摩擦係数をμ'とする。 右向きを速度 の正の向きとする。 解説 (1) , 小物体が台の斜面を左下 向きに押すから,台は左へ動くでしょ。 後 で小物体がBを通過するとき,台は左へ速さ V, 小物体は右へ速さで走っている (図a)。 さて,このとき,どんな保存則が成立す るかな? まず,全体として水平外力が ないから,水平方向の全運動 量が保存する。 そして、いまは まだ摩擦熱が出ないから, 全 力学的エネルギーも保存する。 もう, コツはつかめたみたいだね! 《運動量保存則》より、右向き正として, A mx0+Mx0=mv-MV・・・① 《力学的エネルギー保存則》より, (1) 小物体がBを通過したときの台と小物体の速さ V, u はいくらか。 (2) CD間の距離lはいくらか。μとんを用いて表せ。 mgh= 1 ~mv²³ + 1/ MV²...@ 2 2 月 (台の上面Bは水平) B C DE M やや難 12分 h N M 全体静止 M B 重力は外力 だけど, 水平 N →XC mg 方向には, はたらかない! V 図a 第13章 2つの保存則 -X 11 169

この問題の答えと解き方を教えていただきたいです

質量Mの太陽のまわりを回っている質量mの小惑星がある。 図のように,この 小惑星および地球の公転軌道は円とみなすことができ, その公転半径はRP, RE である。 ケプラーの3法則および万有引力の法則を用いてつぎの問いに答えよ。 ただし、太陽の万有引力のみを考慮し、他の惑星の影響は無視してよい。 万有 引力定数をGとする。 ケプラーの3法則はつぎのとおりである。 第1法則: 惑星は太陽を焦点とする楕円軌道を描く。 第2法則: 惑星と太陽とを結ぶ線分が単位時間に掃引する面積(面積速度) は惑星の軌道上あらゆる点で一定である。 第3法則: 惑星が太陽のまわりを回る周期の2乗は, 楕円軌道の長半径の3 乗に比例する。 その比例定数は惑星によらず 一定である。 (a) 小惑星の速さ VoをG, M, Rp で表せ。 〔A〕 図のように質量m', 速さVの小物体が 小惑星の軌道の接線方向から飛んで来 て、点Pで小惑星に正面衝突して一体 となった。 小惑星の公転の向きは変わら なかったが, 小惑星の公転軌道は楕円となった。 近日点における太陽との 間の距離は地球公転軌道半径RE に等しく, 遠日点における太陽との間の 距離はもとの公転軌道半径RPに等しかった。 つぎの問いに答えよ。 (b) 衝突直後の小惑星の速さ, um, m', Vo, V を用いて表せ。 (c) 衝突後,太陽からの距離にあり、速さVで楕円運動している小惑星の力 学的エネルギーEをm, m',r, V, G, M を用いて表せ。 ただし, 位置エネルギー は無限遠方をゼロとする。 m'V' 小物体 Rr P(遠日点) 地球 RE 太陽 近日点 Vo m 小惑星 (d) 小惑星の近日点における速さと遠点における速さとの比um/mを求めよ。 (e) uG, M, RE, Rp を用いて表せ。 〔B〕 RP が RE の3倍であるとき, つぎの問いに答えよ。 ただし、1年は3.14×10秒 地球の公転軌道半径は1.50×10km とし, 有効数字2桁で答えを求めよ。 (f) 遠点における小惑星の速さは,衝突前の小惑星の公転速度Vの何倍 であるか。 また, は秒速何km か (g) 衝突後,小惑星が最初に近日点にやってくるのは何年後か。 〔東京工大〕

力学についての質問です。 写真の問題の（3）について、解答では物体A・Bの運動エネルギーと弾性力の力学的エネルギーが保存されることを用いて答えを出しています。 私は、物体Bには弾性力しか働いていないため物体Bのみで考えても力学的エネルギーが保存されると考えたのですが、何が... Read More

B 196. ばねと衝突■ 図のように, 小球A,B,Cが 一直線上に並んでいる。 A, Cの質量をm, Bの 質量をMとする。 AとBは, ばね定数kの軽いば 100000000 ねでつながれている。はじめ,ばねは自然長であり,A,Bは静止している。また,A は壁に接している。 小球の運動は一直線上でおこり, 床はなめらかであるものとする。 ○(1) Cが左向きに一定の速さで運動し,Bと弾性衝突をした後,運動方向を右向き に変えた。 この衝突直後のBの速さVを, m, M, vo を用いて表せ。 X (2) (1) の衝突の直後から, Bの運動に伴い, ばねはいったん縮んだ後、 再び伸びて自然 長にもどる。 この間に壁がAに与える力積の大きさを,Vを用いて表せ。 X(3) ばねが自然長にもどった後,Aは壁をはなれ ばねは伸縮を繰り返しながら, 全体 として右向きに運動する。この運動でばねが最も縮んだときの自然長からの縮み,お よびそのときのA,Bの速さを,Vを用いてそれぞれ表せ。 ヒント 194 三角関数の加法定理, sin(a+β)=sinacosβ+cos asinβ を利用する。 195 小球と台をまとめて1つの物体系と考えると,運動量の水平成分の和は保存される。 196 (3) ばねが最も縮んだとき,A,Bの速さは等しい。 C (13. 神戸大改) 例題14

①のところの100kg･m/s=100N･sになぜなるかが分かりません。N=mgなのはわかりますが、上のmは距離を表していて、質量を表すmではないと思うのですが、、

(3) 運動量って何? キミの顔にチョークの粉が時速 0.1kmで飛んできた! でも、全然平 気だね。 だって、 とっても軽くて遅くて、ぶつかっても痛くないもんね。 じゃあ今度は, 10トンダンプがキミに時速100kmでつっこんでき 重いし、速くてものスゴイ勢いだ! た! このように,物体がもつ運動の勢いは,その質量 m と速度 びで決ま うんどうりょう る。この運動の勢いを表す量を運動量といい,次のように定義される。 POINT③ 運動量 運動量 [kg・m/s] = 質量 m[kg] × 速度v[m/s] (4) 運動量と運動エネルギーはどう違うの? 「運動量」と物理基礎でやった 「運動エネルギー」って、似て いるようで似てないような・・････ まさに、その違いがはっきり区別できるかが保存則の最大のポイン トといえるんだ。次の①と②の2つのポイントで区別しょう。 ① 運動エネルギーは仕事能力, 運動量は力積能力 たとえば, 図3で, 100Jの運動エネルギーをもつ物体Aと, 100kg・m/s = =100N･sの運動量をもつ物体Bを比べよう。 このとき,Aは相手に 100Jの仕事を与える能力をもち、Bは相手に100N･sの力積を与える 能力をもつ。

(2)について 解答にあるx軸はどこで取っているんですか？

(ALB) 重要問題 13 分裂 TITOAROL ( 質量 M 〔kg〕の球Aが,図1のように力F 〔N〕 を T 〔s〕 間受けて, 質量m[kg] の半球Bと質量M-m [kg] の半球Cに分裂する場合について考える。重力は無視でB きるとして次のに適当な式を入れよ。 初めAが静止している場合,分裂後のB [ の速さは(1) [m/s] である。次に図2 A 高 のように, Aが運動量 〔kg・m/s]で等速 小 直線運動してきて点Dで分裂を起こした後, B,Cが, 点DからL 〔m〕 だけ離れてAの 進行方向と垂直に置かれた板に衝突する場 合,分裂の方向はさまざまであることを考 えると, Bの運動量の最大値は2人 [kg・m/s]である。 また分裂がAの進行方向と垂直な方向に起こった場合,Bの 運動量の大きさは (3) 〔kg・m/s] である。 この場合、Bは板上, 点Eから (4) 〔m〕 離れた所へ衝突する。 2O AO S (331 〈三重大〉 内 D B H 差が つく! -D ORCH ÞOR L F ELD 小塚 量す達擦12 ( 解

！！！至急お願いします！！！ 赤い印のところで、解説を読んでも2mvになる理由がわからなかったので、教えて欲しいです🙇

気体の分子運動と圧力 基本例題39 次の文の( に入る適切な語句, 式を答えよ。 質量mの気体分子が速さ”で右向きに運動しており, 分子は, 一辺の長さがしの正方形の壁に垂直に衝突(弾性衝突) をしては ねかえる。 1個の分子から壁が受ける力積は,ア)向きに 大きさ(イ)である。 単位時間あたり, N 個の気体分子が壁 に衝突しているとする。 壁が時間tの間に受ける力積の大きさ はウ)なので, 壁が受ける圧力は (エ)となる。 (-mv)-mv=-2mv 壁が分子から受けた力 積は、 作用・反作用の -V |衝突後 1 ☆法則から、2mv となる。 したがって, 壁が受け た力積は,右向きに大き2mvとなる。 指針 (ア) (イ) 分子の運動量の変化は, 分子が壁から受けた力積に等しい。その力積の 反作用として, 壁が受けた力積を求められる。 (ウ) (エ) 時間tの間に壁に衝突する分子の総数 は,Nt 個である。また, 壁が受ける圧力は,単 (ウ) 時間tの間に壁に衝突する分子の数は Nt 個であり, 求める力積の大きさは, (イ) の結果 を用いて 2mvxNt=2Ntmvto 位面積あたりに受ける力の大きさである。 (エ) 壁がN個の分子から受ける力の大きさを 解説 (ア)(イ) 分子と壁は弾性衝突をす Fとすると,壁が受ける力積Ft は, (ウ) の るので,右向きを正とすると, 衝突後の分子の 速度は-vとなる (図)。 分子の運動量の変化と 力積の関係から、 2107 衝突前 m 23 2Ntmv に等しいので, 上昇 Ft=2Ntmv ACT ひ 基本問題 296 y ad F=2Nmv 圧力は,単位面積あたりの力の大きさなので Al >_F 2Nmv 0120.2 p= 12 1² 円の 10 JA ZUPARS 2