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Physics Senior High

(f)がわかりません。解説をお願いしたいです!

問2 図2のように、質量mの物体Aと質量 2mの物体Bを, 自然長し, ばね定数kの ばねで接続し、 問1と同じ床の上に置いた. ばねが自然長の状態で物体 A を原点に置き, 時刻 t = 0 に,物体B にのみ速度 vo (0) を与えた物体Aおよび物体Bの座標, 速 度, 加速度を、 それぞれ TA,UA, CA, および TB, UB, a とする. 物体Aと物体Bの大き さは無視できるとする. 運動の間, 物体 A と物体B は互いに接触しないとして, 以下の問 いに答えよ. (a) 物体Aと物体Bがともに壁に接していないとき, 物体A および物体Bの運動方程 式を,それぞれ, m, aa, aB, k, TA, B, lの中から必要なものを用いて表せ. 物体Aと物体Bの速度および加速度は、位置の時間tによる微分を用いて, d² IB dt2 dx A dt VA = (1) と書ける. 物体Aと物体Bの重心の座標,速度, および加速度を,それぞれ,G,UG, dxG ag とすると, 式 (1) と同様に, VG = d²xG dt2 ag= と定義される. 5 壁 1 d²xA dt2 aA= 2 dt →x " (b) πG , TA および B を用いて表せ.さらに, ac を, as およびaB を用いて表せ. (c) 問 2(a), (b) の結果から, ac の値を求めよ.また, 時刻 t における π を, t, vo, lの 中から必要なものを用いて表せ. = UB 物体Bの物体Aに対する相対位置 ™R は TR=TB-TA と書ける. このとき, 物体Bの物 dxR d²xR 体 A に対する相対速度 UR と相対加速度 OR は, 式 (1) と同様に, UR = と定義される. dt dt2 m An XA dB dt (d) 問2(a) の結果を使って, an を, m, k, πR, lの中から必要なものを用いて表せ. (e) 問 2(d) の結果から, 相対位置 TR は単振動をすることがわかる. この単振動の振動 中心と周期T を求めよ. (f) 時刻t におけるCA と B を to T, vo, lの中から必要なものを用いて表せ、さらに, TAとBのグラフを横軸をtにとり≦t≦2の範囲でそれぞれ描けなお、 t≦2の範囲では物体B は壁に衝突しないものとする. L 図2 2 2m 000 aB = IB 2 aR = B 壁2

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問い2.3教えてください

物体の運動やエネルギーについて調べる実験を行った。下の内は、その実験の手順と 結果である。 ただし、木片には一定の大きさの摩擦力がはたらくが、台車にはたらく摩擦力 や、空気の抵抗は無視できるものとする。 図のように、台車を斜面で静かにはなして運動させたところ、台車が木片に衝突し、木片を おしながらいっしょに移動して、その後静止した。このとき、台車の先がA点を通過してから B点を通過するまでにかかった時間と、木片の先頭がC点から移動した距離とを測定した。次 に、斜面の角度は変えずに、 斜面上の台車の高さを変えて実験をくり返した。 3 台車の高さ 1 間 3 台車 ア 斜面の角度 問 2 H A 間1 下の内は,台車が斜面を下るとき, 台車の速さがだんだん速くなった理由について述 べている。 文中の ( )にあてはまるものを後のア~エから1つ選び, 記号で答えよ。 台車が斜面を下るときには, 台車の ( )の向きに、力がはたらき続けるから。 運動 ア イ運動と反対 ウ 重力 エ 重力と反対 2表は、実験の結果をまとめたものである。 表 cm/s 30cm 台車の高さ[cm] 2/ かかった時間[秒] 0.48 移動した距離 [cm] 7.5 4 6 8 10 0.34 0.28 0.24 0.21 15.0 22.5 30.0 37.5 ① 台車の高さが2cmのとき, 区間ABでの台車の平均の速さは何cm/sか。 (2) 区間ABでの台車の平均の速さが、台車の高さが2cmのときの2倍となるのは, 台車の高 さが何cmのときか。 ③ 台車の高さが2倍になると, 木片の移動距離は何倍になるか。 問3 斜面の角度を小さくして台車を運動させた。 台車が区間ABを移動するのにかかる時間は, 角度を小さくする前と比べてどうなるか。 次のア~ウから1つ選び, 記号で答えよ。 ただし, 台車の高さは角度を小さくする前と同じである。 ア 長くなる。 イ短くなる。 ウ 変わらない。 B 木片 C cm (3) 水平な床 48750 倍 270 300 15 6,487,50 270 240 300

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力学的エネルギーの実験の結果から、どのようにグラフに記入すればいいのか分かりませんでした。すみません💦解説お願いします🙇‍♀️

実訣 5 仕事と力学的エネルギーの関係 実験の目的 斜面から小球を転がして衝突させることで動いた木片の距離を調べ, 仕事と力学的エネルギーの関係を明らかにする。 実験を 計画する どのような方法で 調べればよいか, 実験計画書をつくろう。 ステップ 1 実験する 実験計画書の 内容について 先生に かくにん 確認してもらってから 実験しよう。 実験の方法 準備する物 ロレール(電気コードのカバーなど) □小球 (質量が異なるもの2種類) □木片ロスタンドものさし口簡易速度計 小球の高さを変える ① 右図のような斜面をつくり, 同じ小球をいろいろな高さから転がして 木片に当て, 木片が動く距離を調べる。 ステップ 2 木片が動く距離で, 小球が木片にした 仕事の大きさを調べる。 小球の高さを, 2倍,3倍と規則的に 変えてみる。 簡易速度計を使って、木片に当たる直前の 小球の速さを測定してもよい。 ステップ 3 結果をまとめ , 考察する 実験の結果から, どのようなことが わかったか, ノートにまとめよう。 小球の質量を変える ② 質量の異なる小球を 同じ高さから転がして木片に当て, 木片が動く距離を調べる。 斜面の傾きを変える かたね ③ 斜面の傾きを変えて、①,②と同じ高さ, 同じ小球で, 同じ実験を行う。 発表し, 話し合う ノートにまとめたら, 班やクラスで 結果や考察について 話し合おう。

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