なぜ物体単体では力学的エネルギーが保存しないのでしょうか？

140 (1) AとBを1つの系と考えると、 運動量が保存するので、 m.2㎝+3m・ひ = V = = (m+3m).V 上ひ 4 (2) ok = 1/ ( m+ 3 m³) · (√/v) ²2 - (2. m. (2²m)² + 1 · 3m. 11²) -muz 3 m²減少した 前 AL : 054 物体Aに注目すると、弾性力(保存力)のみ仕事をするので、力学的エネルギーは保存する。 £₁7. X1 • m² (²v)² = — -m . (= v) ² + 1 tex ² 2 AとBを1つの系とすると、系で力学的エネルギーは保存するので、 — · m. (2v)²= 1/1 · 3 m. v^² = 1/2 · (m+3m). (=^^^) ² + 1 + 1x² 2 質問:なぜ物体Aのみでは力学的エネルギー保存の式を立てられないのですか?(Bも同様に)

これの（3）を教えて頂けませんか🙏 2枚目の写真が答えなのですが、解説を読んでもよくわかりません、、、

6 [2014 東京大] 【35分】 図1に示すように、水平から角度を なすなめらかな斜面の下端に, ばね定数 んのばねの一端が固定されている。斜面 は点Aで水平面と交わっており, ばねの 他端は自然の長さのとき点Aの位置にあ るものとする。 図2に示すように,質量 mの小球をばねに押しつけ, 斜面にそっ て距離xだけばねを縮めてから静かに手 をはなす。 その後の小球の運動について, 次の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度 の大きさをgとする。 また, 小球の大き さとばねの質量は無視してよい。 (1) x=x のとき, 手をはなしても小球 は静止したままであった。 このときの x を求めよ。 (2) 手をはなしたのち, 小球が斜面から 飛び出し水平面に投げ出されるための の条件を, k, m, g, 0 を用いて表せ。 「ひゃん。 (3) x=3x) のとき, 小球が動きだしてから点Aに達するまでの時間を求めよ。 次に,(2) の条件が成立し小球が投げ出された後の運動を考える。 小球は点Aから速さ で投げ出されたのち, 水平距離s だけ離れたところに落下する。 点Aでの速さが一定 の場合は,0=45°のとき落下までの水平距離が最大になることが知られているが,今回 の場合は,0によって”が変わるため, s が最大となる条件は異なる可能性がある。 次の 問いに答えよ。 なお,必要であれば、表1の三角関数表を計算に利用してよい。 S 表 1 (4) vをx,k, m, g, 0 を用いて表し、 xが一定 のとき, sが最大となる 0は45°より大きいか小 さいか答えよ。 (5) s をx,k, m, g, 0 を用いて表せ。 0 sin 0 cos o 0 sin 0 cos o x m A 図1 A 図2 35° 10° 15° 20° 25° 30° 40° 0.17 0.26 0.34 0.42 0.50 0.57 0.64 0.71 0.98 0.97 0.94 0.91 0.87 0.82 0.77 0.71 45° 50° 0.77 0.64 20.57 20.50 0.42 0.34 55° 60° 65° 70° 75° 80° 0.82 20.87 0.91 20.94 20.97 0.98 0.26 0.17 2mg のとき,表 (6) x=- k に示した角度の中から, sが最も大きくなる 0 を選んで答えよ。 (7) x を大きくしていくと, s が最大となる 0 は何度に近づくか。 表に示した角度の中 から選んで答えよ。

鉛直方向の運動量が保存しない理由を教えてください…！

N m[kg] 内力 なめらか : のMckg] なめらか mg なめらかな床の上にある台に、物体を初速度ですべり上がらせる。 物体と合を1つの系するとき、鉛直方向の運動量が保存しないのはなぜですか? N'でつり合っているのではないか、と = 鉛直方向にはたらく外力はMg+mg 思いました。

この問題が解説読んでもわかりません なぜ⑤ではダメなのでしょうか

さらに,Bさんは、図4のように、質量がMで、仰角が0である斜面をもつ三 角台と,質量 m の小物体を用意し,以下の【実験2】を行った。 mglsin=12/21w28/1/2mv2 0 E m 小物体 Usint. M $250 三角台 図 4 V₁ + V = 0 mu + MV = 0 [④] 【実験2】 三角台を水平な床に置いて手で支え, 三角台の斜面上に小物体を静止さ せる。 小物体と三角台から同時に手を放したところ, これらは運動を始め いた。 0= max MX Coso 物理 床 小物体が斜面上を、斜面に沿った向きに長さℓだけすべりおりたときの小物体の 三角台に対する速さはvであった。 床に平行で,図4の右向きを正として軸を, 床に垂直で図4の鉛直上向きを正としてy軸をおき,床に対する小物体の速度の , 成分をそれぞれひとし, 床に対する三角台の速度をVとする。 ただし,速 度の水平成分は図4の右向きを正とし, vx > 0, vy < 0, V<0である。 また, 重 力加速度の大きさをgとし,空気の抵抗とすべての摩擦を無視する。 問4 【実験2】において, 小物体が斜面をすべりおりる前後で運動量保存則が成り 立つことを用いて得られる関係式として正しいものを、次の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 12 v cose + V = 0 mucose + MV = 0 - 15 - ③ mux + MV = 0 ⑥muy = 0

(2)の解答の赤く囲んだところがよく分かりません…

実戦 基礎問 可動台上の物体の運動 次の文中の 図に示すように、 傾き角0の斜面をもつ質 量Mの三角台を水平面上に置いた。 三角台 は固定されておらず, 水平面上を自由に動く ことができる。 静止している三角台の斜面上で,質量mの小物体を静かに放して滑らせ 24 ひ 小物体m 52 ] に適する式または語句を記入せよ。 た。 水平面および三角台の斜面はなめらかであるとし,重力加速度の大きさ をgとする 小物体が斜面上で高さんだけ滑り降りたとき, 小物体の三角台に対する相 対速度の大きさをv, 三角台の水平右向きの速さを Vとすると, この過程で (1)で,運動エネルギーの増加量は (2) (2) が成り立つ。 の位置エネルギーの減少量は (1) である。 力学的エネルギー保存の法則より、 また、水平方向では外力が働かないから, 水平方向の (3) (4) = 0 が成り立つ。 る。 これより, が保存され 3230 M=m とすると,これらの式より, vを sin0, g, h を用いて表すと (5) となる。 (岡山大) 斜面 三角台 M 13 ●観測者と保存則 加速度運動をする観測者から見ると,運動 の法則が成り立たないことを学んだ(→参照 p.26)。 精講 力学的エネルギー保存の法則および運動量保存の法則はともに、この運動の 法則に基づいて導かれたものである(→参照 p.36~45)。 したがって,加速度 運動をする観測者から見ると,これらの保存則も成り立たない。 14-15 2つの保存則が成り立つのは,原則的に、地上で静止している観測者および 等速度運動している観測者から見た場合である。これらの観測者(座標系)を慣 性系という。 Point 19 力学的エネルギー保存の法則, 運動量保存の法則 慣性系で成り立つ 解説 (1) (2) 小物体の台に きさはそれぞれ 平面に対する小 鉛直方向下向き 電話 保存則は地面に対する速度で立てる。 (月) V はじめ、系の運 題意より, V (3) 系に働く (4) (3)より, 1 mgh=12 0=mvx (5) M=mを ④式よ 02/12/20 ²2 (1) (3)

この問題で、最高点の瞬間で2点が水平方向だから運動量保存則が利用できるという理屈が分かりません 最高点の瞬間は働いてなくても、それまでの過程で重力という外力が働いてますよね これが良いなら極論過程の中で手で押そうが止めようが、注目した瞬間さえ外力が働いてなかったら適用できる... Read More

80 ** 滑らかな水平面と曲面をもつ質量Mの台が 静止している。質量mの小球Pが速さ ” で台に 飛び乗ってきた。 Pが台上最も高い位置にきたと きの台の速さを求めよ。 また,Pが上がった 高さんを求めよ。 m P Vo M

力積と運動量変化に関する問題です。 式変形について質問させていただきます。 なぜ①から②のように変形できるのか全くわかりません。 分かる方解説お願いします💦 解説する上で不足している情報等あればご指摘ください。

C m₁ (V₁-vo) (ウ)の結果より m = ( m₁-em² vo- Vo m₁ + m₂ - (l+e) mm₂ + Vo vo-vo) 2 Vo 22

波線部、なぜ-p'なのですか？（p’だと思いました。）

は徴 440 核反応の起こらない衝突 静止していた窒素原子核 YAN に中性子 in を正面衝突させたところ ( は1.0×10-kg・m/s の運動量ではね飛ばされた。衝突前の in の運動量の大きさ p [kg・m/s] を求めよ。 ただし, 1u=1.7×10-27 kgとし, 原子 核の質量を統一原子質量単位で表したものは,ほぼ質量数に等 しいとせよ。 n NE N p'n N T* また, 衝突させたのが中性子でなく, y線の場合, 衝突前のy線の運動量の大きさ p[kg・m/s] を求めよ。 ただし, 真空中の光速を3.0×10°m/s とする。 Chanter

なぜ、このような式が出てくるのかわからないです……。 物理を全くやっていないので少し丁寧に教えていただけると助かります💦 回答よろしくお願いいたします

50. 図のように,同じ質量を有する2つの球A,Bがそれぞれ 長さ 2LとLの紐で吊り下げられている. 球Aを持ち上げ て静かにはなして球Bに衝突させたところ,Bの紐は水平に なるまで振り上がった. A を静かにはなしたときの紐の角度 0 を求めなさい。 ただし、 2つの球の跳ね返り係数は0.5 と する. (a) cos 0 = (b) cos0= (c) cost= (d) sin0= (e) sin 0 1 g 2 1 3 1 9 2 3 1 4 2gL(1 - cos 0) = 6 8 B 【解】 衝突直後のBの速度はu= V2gL, 衝突前後のAの速度を20,ひと おくと 1- cos 0 2L mu+mu=mv0, uv=0.5v0 4 ⇒u+(u-0.5vo) = vo v0 = = u 3 8 ・2gL = A cos o 0 L = 16gL 9

(3)が分かりません

(3) このときのは 141. 斜面との衝突 図に示すように, 水平面に対 して30° 傾いたなめらかな斜面がある。 斜面から鉛直方 向に高さん [m〕 離れた点Aから,質量 m[kg] の質点を 静かにはなし落下させた。 質点は, 点Bで弾性衝突をし てはねかえった。 水平右向きをx軸の正の向き, 鉛直上 向きをy軸の正の向きとし, 重力加速度の大きさを g [m/s'] とする。 鉛直方向 B (1) 点Bに衝突する直前の質点の速さひ [m/s] を求めよ。 (2) 衝突した直後の速度のx成分ux 〔m/s] とy成分vy [m/s] を求めよ。 30 水平方向 (3) 点Bでの衝突によって, 質点が斜面から受けた力積の大きさ I [N･s〕を求めよ。 [16 摂南大改〕135130