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Physics Senior High

答え•解説は下に書いてあるのですが、(2)のとこでなぜ 弾性力による位置エネルギー=運動エネルギー+重力による位置エネルギーなのかが理解できません よろしくお願いします

入由提S得 弾性力による運動 (基本問題 141 148 なめらかな水平面 AB と曲面BC が続いてい 軸 る。 Aにばね定数 9.8N/m のばねをつけ, その他 に質量 0.010kg の小球を置き, 0.020m 縮めて | 全請が記 誠記 はなす。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 小球は, ばねが自然の長さのときにばねからはなれる。 その後, 小球は, 水平面 AB から何mの高きまで上がるか。 (②) 水平面 AB からCまでの高さは 0.40m である。ばねを 0.10m 縮めてはなすと, 小 球はCから飛び出した。このときの小球の速さはいくらか。 Il 垂直抗力は常に移動の向きと垂直で : ルギーは重力による位置エネルギーのみである。 あり仕事をしない。小球は弾性力と重力のみから | 最高点の高さきを ヵLm]とすると、 仕事をされ, その力学的エネルギーは保存される。 : ey も テx9.8X0.020* (1)では, ばねを縮めたときの点と曲面上の最高点、 2 0半生 8 8 RNNUOCNG' る ー2. (ではばねを締めたどきの点ど点Cとで, それ | ) 系が呈す逝きを imとすると 上CE ぞれ力学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 : リコ Q) 重力による位置エネルギーの | いい 小球の力学的エネルギーは, 運動エネル 』汗上 は ー IX 過 ! 高きの基準を水平面 AB とすると, ばねを縮め : 0 ーの和であり, たときの点で, 小球の力学的エネルギーは, 再 ゞX9. 8X0、 eo 010X 0 / 性力による位思 エネルギーのみである。 曲面 i 圭0.010X9.8X0.40 BC上の最高点で 可さは 0 であり, 力学的エネ | =196=1G pm=14ms WP"欠

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四角で囲った部分どうやったら計算できますか?

(の 革人問題40 え 高き19.6m のピルの記 上から, 小球を水平 き 14.7m/s で投げ出した。 重力加速度の大 を 9. 20 として, 次の各問に答えよ ⑪ げ出 してから, 地面に達するまでの時間 ビルの前方何mの地面に達するか。 する直前の小球の速さを求めよ。 投げ出した位置を原点とし, 水平有 「 (2) 地面に達するまで, 小球は, 水平方向に速さ 向きにと軸 鉛直下向きにy軸をとる。小球の運 : 14.7m/sの等速直線運動をする。 動は. 方向では等速直線運動, 方向では自由 : ァニッ7ー14.7X2.0王29.4m 29m 落下と同じ運動をする。 : (3) 鉛直方向の速度の成分 は, (1) 地面のy座標は19.6mである : ゥニーのー9.8 2.0王19.6m/s の0半 ?【m/s〕は, 水平方向と鉛直方向の の大きさとして求められる。 ーーー 14.72十19. ニ/(3.9x3)?二(4.9X4* 4.973?エ 三4.9X5三24.5m/s 25 m/s から, ッーテの を用いて。 19.6ニすみX9.8xだ だ=40 7王寺2.0s 7>0なので, 7テー2.0s は解答 に適さない。 したがって,。 2.0s トト肝付方投身 、 代問題41、42 水平な地面から, 水平とのなす角が30*の向きに, 速 + き 40m/s で小球を打ち上げた。図のようにァ軸, ッ 軸をとり, 重力加速度の大きさを 9.8m/s* として, 次 の各間に答えよ。 (1) 打ち上げてから0.20 後の速度の成分, y 成分と, 位置のx座標 y 座標を求めよ。 (2) 打ち上げてから最高点に達するまでの時間を求めよ。 ⑧ 地面に達したときの水平到達距離を求めよ。 40m/s 小球は。 方向には加き40cos30' : 位置のx座標、y座標は。 m/s の等速直線運動をし, 方向には初束度 1 ャ=z7王34.6X0.20=6.92m 6.9m 40sin30*m/s の鉛直投げ上げと同じ運動をする。 : Snの: ーす9の 最高点に達したとき, 小球の速度の鉛直成分は0 : %才 1 であり, 打ち上げてから地面に達するまでの時間 1 ニ40sin30'X0.20テX9.8X0.207 は, 最高点に達するまでの時間の 2 倍となる : =3.80m 3.8m (1) 速度のァ成分。 y 成分は, 1 (②) 求める時間は, 一0となるときであり, / と み三Sinの一97 から, ムー40 cos30*王40xゴミーニ2073 : 。 0=40sin30*9.8xf =2.04s 。 2.0s

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線を引いたところの計算の仕方を教えてください

Or md の速さと, もとの位置に落下してきたときの速さは等しくなる(向 きが逆となる)。 36. 鉛直投げ上げ ……ーーームーー 失二才基 衣導生 | 本還(0①6.05_ (②) 34m/s (3) 60m mn 投げ上げた位置を原点とし, 鉛直上向きを正とする 軸をとっ て. 勉直投げ上げの公式を用いる。このとき, 海面の座標は, ャニー29.4m となる(図)。(1) ッニuz一 訪9P, (2) gニカーgf を用いる。 (3 ーーー2gy を用いて投げ上げた位置から最高点までの高さを 計算し, 海面からの高さを求める。 衣醐) (1) 投げ上げた位置を原点とし, 鉛直上向きを正とするy電 をとる。 鉛直投げ上げの公式 ッーoz 一 テのだ に, 海面の座標 ッニー29.4m, 三24.5m/s, g三9.8m/s? を代入すると, 求める時間7 (は, ー29.4-24.57一太 x9.8ど の5 0 (に6)(,+り=テ0 7>0 なので, 7王6.0s 6.0s (2) 海面に達する直前の速度を o[m/s]とすると, 公式?=ニムーg7 か ら, っ?三24.5一9.8X6.0テー34.3m/s 速さは 34m/s となる。 (3) 投げ上げた位置から最高点までの高さを ヵ[m]とすると, 最高点で は速度が 0 なので, 公式 2一ニー29y から, 0一24.52ニー2X9.8/ ヵテ30.6m 海面からの高さは。ヵー30.6m に, 海面から投げ上げた位置までの高 き 29.4m を加えて, 30.6十29.460.0m 60m . 鉛直投げ上げの ゥー7グラフ ーーーーーーーーー 諾人 G) 5.0。 (⑫) 20m/。 (③) 20m (4 解説を参了 本較 色下投げ上げの ッ- グラフは, 鉛直上向さを正としたとき, 共が加避度 9.8m/sz に等しい右下がりの直線となる。?0 におけ る避度が初速度であり. ?ー0 となるときの時刻 # が, 最高点に達したと ゞである。 ッー, グラフを描くには, 高さッを(を用いた式で表す。 Q) 小球が最高点に達したとき, ゥ一0m/S となる。グラフか このときの時刻を読み取ると, 7一2.05 である。 人直投げ上げの公式 2ニームーの7 で, 最高点の速度一0m/s, 時刻 0畑める ら ⑫ I トー Oi 生 ッym] 29.4m G初速度 与えられで< を求めるの・ 含む公式 y を用いる。 時喜占[にミ 高点に3 時間が未知7 #を訪まな の一のーー2

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(5)(6)鉛直投射運動と自由落下運動の見分け方  (6)ではv1はプラスなのに(7)ではマイナスになるのか 教えてください

/ がはだらく。 重力各m へこ、、 こま2乱涼には鉛直上向きに一定の刀 (淫力) ~、ヽ? 重力加速度の大きさをとし,人気の抵挑および砂装にはたらく浮力は無相で きる。 いま, これらが図と同じ状態で. 時 7三0 に初速度 0 で地上から鉛直上向きに上昇 し始めた。 時刻 7一。 のとき. 砂袋の地上からの高さはヵになった。 ーー気球 (1) 気球の加速度の大きさを。とするとき, 。 を 。を用いて表せ。 人 (2) ひもの張力の大きさを み, 9, @ を用いて表せ。 (3 気球にはたらく浮力の大きミさを了とするとき. を 7, 放。 9のcoを用いて 。 WWヒOs 表せ。 まま (4) 時刻 7一ゎ のときの気球の速さを ヵ。 とするとき, 2。 を ,。 6 を用いて表せ。 W 次に, 時刻 7一る のとき, ひもが切れた。 5 秒袋の最高点の地上からの高さを ヵ。 gn。 のを用いて表せ。 砂袋が地上に達する直前の速さを 。 とするとき, をヵ, が, 9 を用いて表せ。 (7) 砂袋が地上に達する時刻 』 を ムーニム十f として, どをの。。め, 9 を用いて表せ。 (8) ひもが切れてから, 砂袋が地上に達するまでの任意の時刻#(ミ7るね) における, 3 ら見た砂袋の速度 (相対速度) を じ() とする。 (のを了ア, 7, 7を に人 し, 鉛直上向きを速度の正の向きとする。 “

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