(3)を単振動のエネルギー保存則を用いて解いてください

°56. (浮力と単振動) 底面積 S, 高さ1の円柱状の木片Aを水 槽の水に浮かべる。木片は水中を抵抗がな くなめらかに運動し, 水面のゆれや表面張 A 力は無視する。また, すべての運動は鉛直 A Xo A Xo 方向のみを考え, 横ゆれや回転運動などは しないものとする。水の密度を p, 木片A の密度を,重力加速度の大きさをgと して次の問いに答えよ。ただし, 水槽は木 片より十分大きいとする。 図1 図2 図3 ellll

何故この答えになるのか教えてください🙇💦

a173. 比熱の測定> 熱容量 141 J/K の, 図のような熱量計を用いて, 鉄の比熱の測定を行う。はじめ, 熱量計に 170gの水を入れて温度を測ると, 20.0℃ で安定していた。次に, 100℃ に熱した質量 100gの 鉄球を熱量計に入れ, 静かにかきまぜると, 24.0℃ で安定した。 水の比熱を4.2J/(g-K)とする。 →13 (1) 鉄の比熱を c[J/(g·K)] として, 熱量の保存を表す式をかけ。 5 水 100×C×(100-24 )- 170xC×(24 -20)x (41+170 x4.2) 鉄球

物理　万有引力　 わからないので式多めでお願いしまふ。

年 組 番 名前 198 だ円軌道上の運動 地球の半径を R, 地球上での重力加速度の大きさをgと する。いま,地表からの高さ Rのところを円軌道を描い て回る質量 mの人工衛星があるとする。 (1) 人工衛星の達さ poを求めよ。 (2)人工衛星の周期 Toを求めよ。 A B R 2R -6R 軌道上の点Aで人工衛星を加速し,速さを Dにしたところ,図の点Aが近地点,点B が進地点となるだ円軌道に移り,OB=6R, 点Bでの速さは yとなった。 (3) 点Aおよび点Bについて力学的エネルギー保存則を表す式を立てよ。 (4) をで表せ。 (5) 」 および yを求めよ。 (6) このだ円軌道を回る人工衛星の周期Tを求めよ。

８番の問題をどなたか教えていただけませんか？

8 4L =uVe t myl d- W 24(K-lese)ニAl ともになめらかな曲面 ABと水平面 BC がつな がっている。Cにばね定数49N/m のつる巻きばね がつけてある。 水平面から2.5mの高さの点Aに質量4.0kgの 物体を置き,静かにすべり落とした。重力加速度の C 大きさを9.8m/s?, 水平面を高さの基準とし, 次の問いに答えよ。 14N 2.5m B 2--42-Reose) (1) 水平面 BCに達したときの物体の速さ [m/s] を求め上gl-A428lc60. ィ24209 (2c050-1) (3) 物体がつる巻きばねに当たって連結し, ばねを縮めた。 このときのばねの最大の縮 (2) ばねに当たる直前の物体のカ学的エネルギーを求めよ。 み(m)を求めよ。 ャehで炊テー士ューの4hで以ら (4) その後,物体はばねから離れ, 物体は曲面をすベり上がった。物体は水平面から測っ ていくらの高さまで上がるか。

類題を解いてみて、答えが全く別物になっていました。公式を見てみたりしましたがわかりません。 回答には解説もないので答え方の検討がつきません、どなたかお力添えください。

例題 16 鉛直面内の円運動 図の半径と(m]のなめらかな半円筒の内面の最下点に 向かって,質量m[kg]の小球を水平方向に速さ/volp/s」 ですべらせた。重力加速度の大きさを g[m/s}とする。 (1)小球が図の点Bを通るときの速さ びB[m/s] と,回 から受ける垂直抗力の大きさ/Na[N)を求めよ。 (2) 小球は図の点Cで面から離れたどする。cos@をVo 9, rで表せ。 ID B Oo Do (3) 小球が半円筒の最高点Dを通過するためには, Voがある大きさ Umin 以上である必要がある。Umin [m/s]を求めよ。 解(1)点Aを含む水平面を重 力による位置エネルギー 慣性力 の基準水平面とすると, VB 点Aと点B間での力学 B 的エネルギー保存則より UB° 10 NB rcos00 15 1 mu? = ; mvB? 1 2 2 mgcos0 + mgr(1 + cos 0) よって mg UB = Vv - 2gr (1 + cos0) [m/s] 小球とともに回転する立場で考えると, 点Bで小球には重力,垂 直抗力,慣性力がはたらく。半円筒の中心方向にはたらく力のつり あいより 20 15 m - Ne - mgcosθ = 0 2 VB O, の式よりNB = m Vo - mg (2 + 3cos0) [N] 3 (2)点Cでは垂直抗力が0になって面から離れる。③式で Ns = 0 として r 25 0= m 20° mg(2 + 3cos6o)よって cosθ。 = D- 2gr r 3gr (3)点Dで小球が受ける垂直抗力の大きさ No [N] は, ③式で0=0と おくと cos0 =1なので No = m - 5mg r No20であれば, 小球は半円筒を離れずに点Dを通過できる。 よって m 2 Umin 5mg = 0 より Umin = V5gr (m/s] 30 類題 16 図のように, 水平な床に固定された半径r[m]の なめらかな半円筒の頂点Aから質量 m[kg]の小 球を静かにすべらせたところ, 図の点Bで小球 は円筒面を離れたとする。このとき, coséoの値 を求めよ。 35

5番なのですが、答えのところを四角で囲ってあるように、加速度の向きが上向きなのが分かりません。単振動の加速度は常に振動の中心向きなのでは？と思いました。x軸方向に合わせているということでしょうか？ どなたか解答よろしくお願いします🙇‍♂️

必開や54.くたてばねによる単振動〉 図1(a)は,ばね定数 k, 自然の長さLの軽いばね (質量は無視できるものとする)を鉛直に立てたとこ ろを示す。このばねに質量 mの薄い台を取りつけ, 台の上に質量Mの小さな物体を静かに置くと, 図1 (b) L に示すようにばねは自然の長さからdだけ縮んでつり あった。この位置をつりあいの位置とする。つりあい の位置から台を軽く押し下げて手をはなすと物体は台 に乗ったままで振動するが, 強く押し下げて手をはな すと物体は台から離れて鉛直上方に飛び出す。 ばねは鉛直方向のみに運動するとし, 重力加速度の大きさをgとして次の問いに答えよ。 (1)ばねの縮んだ長さdを求めよ。 (2) 図1(c)に示すように, つりあいの位置から手で台をsだけ押し下げた。 このとき手が台 を押している力の大きさ F。 をん, s, gのうち必要なものを用いて表せ。 つりあいの位置から手で台を押し下げた長さ sが十分に小さいとき手をはなすと, 物体と 台は一体となって振動する。 なお, x軸はつりあいの位置を原点とし, 鉛直上方を正にとる。 (3) つりあいの位置からの変位がxのとき, 物体と台にはたらく力Fを求めよ。 (4) このときの振動の周期Tを求めよ。 次に,押し下げた長さ sが十分に大きいとき, 物体は台から離れて鉛直上方に飛び出す。 物体が台から離れる変位を xo とすると, つりあいの位置からの変位xがxoに達するまで, 物体と台はともに加速度αで鉛直上方に運動する。 このとき,物体は台から垂直抗力Nを受け, その反作用とし て台は物体から-N の力を受けているとする。 (5)物体の運動方程式と台の運動方程式をそれぞれ求めよ。 (6)垂直抗力Nを m, M, d, x, g のうち必要なものを用いて表 せ。また,導き方も記入せよ。 (7) 垂直抗力Nを変位×の関数として, 図2にグラフを示せ。 ただし, s>d とする。 (8)物体が台から離れるときの変位 xoを求めよ。 (9)物体が台から離れるときの物体の速さ vo を求めよ。 また, 導き方も記入せよ。 ただし, m=M, s=2d とし, 答えはM, k, gのうち必要なものを用いて表せ。 ばね 物体 図1 図2 N 3Mg |2Mg Mg 0 S [広島大) 000。

図ではベクトルが違うのにそのままベクトル表示をなぜしていいのかがよくわかりません　かといってx軸y軸方向で運動量保存則をたてることは明らかにおかしいのもわかります　運動量保存則を立てるときはベクトルをあわせないのでしょうか？

のように、 軸の正の向きに速度大進んできた買景mの物体 Mが、 内部 2016年度 物理 27 の大薬の発によって、 点0で買量 の3つの物体 A、 1, Cに分 Rした。 その後、 物体A、 R Cはy平面内を進んだ、 物体Bは初めの進行方 と同じ向きに進み、 物体 A、 Cは図のようにx軸の正の方向となす角度a、 a きにそれぞれ進んだ、 分裂直後の物体 A、 B Cの連度はそれぞれ、 W った。物体 M、A、 B Cの速さをそれぞれ のとし、以下の問い に解えなさい。 1 物体 M の速度を物体A、 B, cの速度 、 お、wを用いて表しなさい。 2速さきw、 a、 8を用いて表しなさい。 3 角度aが60°、 βが30°の場合について、 速さwとwの比一 を求めなさ い。 合度々と8が等しくなる場合について、 速さゃを、 V, w, aを用いて表 しなさい。 m 3 m 3 0 M m O

なぜ(1)の答えと、(2)の重力による位置エネルギーが等しくなるんですか？

問15と16が分かりません 答えは3枚目になるのですが途中の計算の仕方がわからないです

(4)を解いていてふと思ったのですが 1.) 力学的エネルギー保存則って相対速度では成り立ちませんか？ もし成り立つとすると (4)においてAのBに対する相対速度は最初v0、AB間の距離が最小になった時は0なので エネルギー保存の式はmv0^2/2=kqQ/r1となって... Read More