この問題の(3)で、打つ前の速度と打った後の速度が同じになる理由が分かりません。

加えた力 の向き 181. 力積と速度 摩擦のない水平面上を速さで進んでい る質量mの物体を打ち, その進行方向を変える。 (1) 進んできた向きから120°の向きに力を加えて打ったと ころ、図のように、物体は60° だけ向きを変えて進んだ。 打った後の速度の大きさをひを用いて表せ。 工学 打つ前 (1)で加えた力積の大きさを,m, vを用いて表せ。 (3) 速さで進んできた物体を,速さは変えずに進んできた向きから120°の向きに進 ませたい。 このとき加える力積の大きさを,m, vを用いて表せ。 また, その向きも求 例題22 めよ。 ヒント (1) 打った後の運動量ベクトルは,最初の運動量と力積のベクトルを合成して得られる。 V 120% 60°

30の（1）です。 なぜエネルギー保存則ではなく運動量保存則を使うのでしょうか。 誰か教えてください🙏

22 30* 質量 2m 〔kg]の物体Aと質 量m[kg]の物体Bとがあり, Aにはばね定数k [N/m〕 の軽 いばねがつけられ、このばねを 2m m A000000000 B 自然長より縮めた状態に保つため、BはAと糸で結ばれている。 Aと Bは滑らかな水平床上を右方向へ速さv[m/s]で動いている。ある点 で糸が急に切れ, まもなくAは静止した。 一方, B はばねから離れて, 右方へ動き,壁と弾性衝突をして左へ戻り、Aのばねに接触した。重力 加速度をg [m/s2] とする。 AとBとの (1) 糸が切れ、ばねから離れたときのBの速さはいくらか。 (2) はじめのばねの縮みはいくらであったか。 (3) 壁との衝突の際, B が壁に与えた力積の大きさはいくらか。 (4) Bとばねが接触した後、ばねが最も縮んだときのBの速さはいく らか｡ (5) B とばねが接触した後, Bがばねから離れたときのAの速さはい くらか。 質量Mの台が水平を出し (6) 前問において, ばねから離れたBは図の左右どちらへ動くか。 35301 (東洋大 + 福岡大)

25の（3）です。 二枚目の写真の、解説部分がわかりません。 なぜでしょうか。 誰か教えてください🙏

25 水平面 AB と斜面 BC がなだ らかにつながっていて, AB間 は摩擦がなく、傾角0 の斜面 には摩擦がある。 AB上で,質 量mの小物体Pが速さvo で, 静止している質量Mの小物体Qに正面衝突する。P, Q間の反発係数 (はね返り係数) をe, Qと斜面の間の動摩擦係数をμ,重力加速度の大 きさをg とする。 (1) 衝突直後のPの速度v と, Q の速度V を、 右向きを正としてそれ ぞれ求めよ。 (2) 衝突の際,Pが受けた力積を, 右向きを正として求めよ。 (3) 衝突後,Pが左へ動くための条件を求めよ。 C3 (4) 衝突後, Qは斜面上の点Dに達した後, 下降した。 V を用いてBD 間の距離を求めよ。 また, Q が点Bに戻ったときの速さVをV を用いて求めよ。 (センター試験 + 熊本大) P A. Vo Q B O C

(4)(イ)の問題の解説で「Pはばねからたえず右向きの力を受けていたから、v<v0」として符号判定しているんですけど、よくわかりません🥹右向きの力を受けていたらv>v0になる気がします。どなたか解説お願いします。。

ばね定数kの軽いばねの一端を質量Mの円筒容器の底 に固定する。質量mの物体Pと容器の間に摩擦はなく、 容器の厚みは無視できるものとする。重力加速度の大き さを」とする。 (1) 図1のように, 容器を鉛直にして台上におき,Pを ばねの上端に静かにのせ, P を支えてゆっくり下げて いくとき, ばねは最大いくら縮むか。 k (2) 図1のような状態で, はじめPをばねの上端に静かにのせ、急に Pを放したとき, ばねは最大いくら縮むか。 k Melle lev Mlllllllllll m Vo [][][1000000000 m 図1 (1) (2 図2 Pに対す図3 (3) 図2のように, 容器を滑らかな水平面上におき, 容器を押さえて、 Pをばねに押しつけてαだけ縮め, 全体が静止している状態で,容 器とPを同時に放す。 ばねから離れた後のPの速さを求めよ。 (4) 図3のように, 滑らかな水平面上に静止している容器のばねに P を水平方向に速さv であてたとき, (ア) ばねは最大いくら縮むか。 (イ) やがてPはばねから離れる。 その後のPの速さを求めよ。

写真のような場面において、例えばPの重さが100kg Qの重さが10kgで、Pが時速100km/hでQについているバネの先端に衝突したとするとQはPをはね返せず、 押され負けしてしまい、Qに対するPの相対速度は0になる(Qも時速100km/h)で進む)という考え方はあってい... Read More

EX 滑らかな水平面上に質量Mの球Q がばね定 数んのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量mの球Pが速度v で進んできた。 (1) ばねが最も縮んだときのPの速度を求めよ。 (2) ばねの縮みの最大値を求めよ。 (3) やがてPはばねから離れた。 Pの速度u を求めよ。 m P Vo k Q M

(3)解説で、相対速度は負だから、というのはどういうことですか？ 左向きに打ち出しているからでしょうか。

8/18 X 28 質量がそれぞれ2m,m,mの3つの部分 P, Q, R から成るロケットが宇宙空間で静止 している。 はじめ, R を左向きに打ち出した。 BI 放出後のP・Qから見たRの速さはuであったので, P・Q の速さは (1) である。また, この際に要したエネルギーは (2) である。 29 なめらかな水平面上に静止して いる質量Mの小球Bに質量m の小球Aがx 方向への速度vo で 弾性衝突した。 衝突後、 図のよう A R 20 m 力学 21 続いて、Qを左向きに打ち出した。 啓出後のPから見た Q の速さは やはりであったことから, Pの速さは (3) となっている。 (立命館大+東北工大) YA B Q m P 2m A V

写真の問題の(3)についてなぜ、①の式でPの速度uを マイナスの方向(負の値)にしないのですか？ (Pが左に動くのは自明だと思うのですが…)

EX 滑らかな水平面上に質量Mの球Q がばね定 数kのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量 m の球Pが速度v で進んできた。 (1) ばねが最も縮んだときのPの速度を求めよ。 0となるときだ。 し たがって,このときQの速度も”である。 運動量保存則より mv=mv+Mu (2) ばねの縮みの最大値を求めよ。 (3) やがてPはばねから離れた。 P の速度u を求めよ。 (2) 力学的エネルギー保存則より 1/2mv ² = 1/2mv ² + 1/ Mv² + 1/2kl² mvo= m P 2 1/2mv ²³ = 1/mu²+ + MU² m+M -Vo トク 2物体が動いているとき, "最も"は相対速度に着目 Qから見た Pの運動 Vo v=m u=m±M m+M mmmm M -Vo mM :. 1=₁₁√k(m+M) P.Qの速度は同 ちょっと一言 ここでQ上の人に保存則まで用いさせてはいけない。 保存則や TE 運動方程式は静止系(あるいは慣性系)で用いるべきもの。 ただし, 次章で扱う慣性力の効果まで考慮すれば加速度系で用い ることもできる。 2 g & D (3) Q の速度をひとすると 運動量保存則より mv mu+MU ...... ① ばねは自然長に戻っているから, 力学的エネルギー保存則より 相対速度 0 (m+M)u²-2mvou+(m_M)vo² = 0 Uを消去して整理すると 2次方程式の解の公式より -Vo u=vo とすると, ① より U=0 となって不適(ばねに押されたQは右へ動 いているはず) .. u=m-M m+M ゆる High (3) は P, Q がばねを介して緩やかな衝突をした後と見てもよい。エネル ギーを失わない弾性衝突だから, e = 1の式u-U=-(vo-0) ② わりに用いるとずっと速く解ける。

これの3番って解説には運動エネルギーの変化は動摩擦力が石にした仕事は等しいを使ってたのですが、運動量の変化が力積に等しい使っちゃダメですか？

§5 運動量 ** 26 【8分 ･16点】 氷の上で石を滑らせることについて考え よう。 はじめ,図1のように,質量Mの人 が質量mの石とともに, 速度Vで摩擦の ない水平な氷の上を滑っている。 ただし, すべての運動は一直線上で起こるとし, 図1. 図2の右向きを正の向きとする。 EH V 2μ'g ③ Vo- M+m M F m -At V μ'g Jo M M >OTTES EN 小 問1人が一定の力Fを時間4tの間だけ加えて石を水平に押したところ,図2のよ うに、人と石は互いに離れて,人の速度は V, 石の速度は”となった。Vと”はそ れぞれいくらか。V= 1 v= 2 F 0 V ② V+ -At m m M+m Vo. F @ V6 + 4t 4 M 図1 V m F © 16-74 ⑤ M 問2 問1で石が人の手を離れたとき, 人がちょうど静止した。 この場合,人と石の 運動エネルギーの合計は,石を押した後には, 押す前に比べて何倍になったか。 倍 M M+m 図2 m M+m ① ② m 〆問3 石が人と離れて速度”となった後,石はあらい面の場所に来てまもなく静止し た。静止するまでにあらい面のところを滑った距離はいくらか。ただし,石とあら い面の間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをとする。 2² 2² 2v ① ② 2μ'g μ'g μ'g V 20² μ'g

なぜv=vo+gtの式を使うのですか？ v=voーgtの式ではないのはなぜですか？ (4)です

求めるものはn回目( Vyn=-e"√2gh [m/s] (4) (3)の結果より, n回目の衝突直後の鉛直方向の 速度は-e"√2gh, また n + 1回目の衝突の直前 の鉛直方向の速度はe"√2ghなので,鉛直下向き を正にとり 「v=vo+gt」 より Tn="v2gh-(-e"√2gh) g =2e", 2h g [s] るまでの時間をT - e" √2gh n回目 e √2gh n+1 回目

分裂に運動量保存が使えるのは知っているのですが、なぜ分裂すると左右逆に動くのでしょう。 何の力によるものですか？教えてください🙇‍♀️

かかっているが、瞬間的な衝突では(重力の力積が無視できるため) 近似的に適用し てよい。問題文にとくに断りがなければ, 瞬間衝突と思ってよい。 (5) 初速 ux での水平投射に入る。 落下時間はたなので(鉛直方向に上がる時間 と下りる時間は等しい) x=vxt2 = (M+m)g Mo √V² -v² 28 分裂の現象は衝突と並んで運動量保存則が適用できる典型例である。 (1) 静止状態から分裂すると, 左右逆向きに動く。 その速さをv1, v2 とすると U2 0=-mu2+3m・v ...① 逆方向の動きだから相対速度は 2/ ... ② ① ② より 分裂 =1/u 運動量保存!!!!! ひ 3 V₂ = 44 u V2 R m 01 QP 3m 初めから mv=3mU1 としてもよい 左向きを正とし u=v₂-(-V₁) としてもよい