どうして5番はエネルギー保存ではなく運動方程式でとくのですか？

必解 49. 〈振り子の運動〉 図のように, 長さLの伸び縮みしない軽い糸の端に質量m の小球を取りつけ,他端を点Aに固定する。 点Aから距離 1/ だけ真下にある点には細い釘があり, 糸は釘にかかる。 小球 は鉛直面内のみを運動し, 空気抵抗は無視できるものとする。 重力加速度の大きさをg として,次の問い(1)~(5)に答えよ。 小球 BO L 初めに, 糸がたるまず水平になる位置Bから小球を静かにはなした。 (1) 小球が最下点Cを通過するときの速さを求めよ。 (2) 糸が釘にかかる直前の, 糸の張力の大きさを求めよ。 (3) 糸が釘にかかった直後の, 糸の張力の大きさを求めよ。 00 NT OD (4)糸が釘にかかった後,小球が鉛直方向から角度 6(0<<この位置に達したときの 糸の張力の大きさを求めよ。 次に, 小球を位置Bにもどし, 小球に下向きの速さを与えた。 (5)小球を点Aに到達させるために必要な, 小球に与える下向きの最小の速さを求めよ。 [24 富山県大〕

数Ⅱの三角関数の問題です。 動径OP‘とx軸の正の向きとのなす角をαとしているのに、なぜx’=r cos(α + π/3)やy‘=r sin(α + π/3)とおけるのかがわかりません。 α+π/3にすると、角Q’OP‘の中で被ってしまう部分が出てくるのではないでしょうか？... Read More

246 D/D 基本 例題 153 点の回転 0000 点 P(3,1) を,点A(1,4)を中心としてだけ回転させた点を Q とする。 (1)点Aが原点Oに移るような平行移動により,点Pが点P' に移るとする。 点P'を原点O を中心としてだけ回転させた点 Q'の座標を求めよ。 (2)点Q の座標を求めよ。 /p.241 基本事項 1 指針点P (x0,y) を,原点Oを中心として0だけ回転させた点を Q(x, y) とする。 YA Q(rcos(a+θ), OP=rとし,動径 OP と x 軸の正の向きとのなす角をαと x=rcosa, y=rsina すると OQ= で,動径OQとx軸の正の向きとのなす角を考える と、加法定理により x=rcos(a+b)=rcosacoso-rsinasino =xocoso-yosin O y=rsin(α+0)=rsinacos0+rcosasino =yocos0+x sin O r a 0 rsin (α+0)) P (rcosa, rsina) x この問題では,回転の中心が原点ではないから,上のことを直接使うわけにはいかな い。 3 点 P, A, Qを,回転の中心である点が原点に移るように平行移動して考える。 (1)点A が原点 0 に移るような平行移動により,点Pは点 解答 P'(2, -3) に移る。 次に, 点 Q' の座標を (x', y'′) とする。 また, OP'=rとし, 動径OP' とx軸の正の向きとのなす 角を α とすると 2=rcosa, −3=rsinα 2^{2}+\~ よってx=rcos(a+/)=rcosacos/ x軸方向に -1, y軸 方向に-4だけ平行移 動する。 π =rcosacos-rsinasin rを計算する必要はな い。 練習 ③ 153 2 2+3√3 =2.-(-3). 2. 1/2(-2) 122+3/ 2 y=rsin(u+/7/3)=rsinacos 1/35 π π YA +rcos asin- A 3 4 =-3. — +2.√3 √3_2√3-3 =-3• = 3 2 したがって,点 Q'′の座標は (2+3/3 2√3-3) 2 2 (2)点 Q'は,原点が点Aに移るような平行移動によって, 点Qに移るから,点Qの座標は (2+33 +1, 2/3-3+4)から(4+3/3 2,8+5) 5 1- 012/3 π 73 P P x (1)点P(-2,3)を,原点を中心として -πだけ回転させた点 Qの座標を求めよ。

(3)についての質問で、3枚目の写真の赤い矢印のところで、AとBは初めの速さをv0と0としてるのですが、これは衝突直後の重心も動いてない時の速さだと思うのですが、なぜこれを使っているのですか？教えて頂きたいですm(_ _)m

質量mの等しい球AとB が,自然長 ばね定数k のばねの両端に取り付けら Vo A G C B mmm 上 れ,滑らかな水平面上に静止している。これに,質量mの球Cが速さ 20 で Aに弾性衝突した。 運動は直線上で起こるものとする。 衝突直後のAとCの速さはいくらか。 XX 衝突後, AとBの重心Gは等速度運動をする。 その速さはいくら AとBの速度が等しくなる瞬間を考えるとよい。 (3) 重心Gと共に動いて観測すると, AとBは、重心G に関して対称 な単振動をする。その周期はいくらか。また,AB間の距離の最小 値と最大値はいくらか。 衝突した時刻を t=0 として, A の速度vA (右向きを正)を時刻 の関数として表せ。 (山口大)

②式がどうして立てられるのかわかりません

8 次の文中の空欄 (1)~(8)にあてはまる式を記せ。 図1のように,しっかりと固定された表面が滑らかな円柱に、伸び縮みしない軽い糸を掛け、 その一端に質量 M+m のおもりをつるし、他の一端に質量mの球を乗せた質量の台をつ るす。糸は球の中心を貫いてまっすぐにあけられた穴を通して台に結ばれている。また,台に は球をはね上げる装置が備えてあり,その質量は水に含まれる。球ははね上げられたのち、 糸に沿って、摩擦なしに,鉛直方向に動くものとする。固定された円柱と糸の間にも摩擦はな いものとする。また,重力加速度の大きさを⑨とする。 静止している状態から装置を起動させ,球を鉛直上方にはね上げる。このとき,球は短い時 間内に重力に比べて極めて大きい力を受け,台はその反作用を受ける。 台とおもりは糸で結び つけられているので,この間の糸の張力も大きな値となる。このことに注意して, はね上げら れた直後の球の速さをW台およびおもりの速さを として両者の比を求めよう。運動量の (1) に等しく, おもりが糸 変化に注目すれば,この間に球が台から受ける力積の大きさは から受ける力積の大きさは (2) に等しい。また,台は球と糸の両方から力積を受ける。 ゆ えに,V/W= (3) ･･･① と求められる。 8 球がはね上げられたのち, 台とおもりはそれぞれ等加速度運動をするが, その加速度の大き さは等しく (5)である。 (4) であり,向きは反対である。 この間の糸の張力の大きさは 次に,おもりと球が図2のように円柱にあたることなく最高点に達したとき, それぞれの初 めの位置から上昇した高さをHおよびんとして両者の比H/hを求めよう。 おもりが最高点に達したときの台とおもりの位置エネルギーの和が, はね上げ直後の台とお もりの力学的エネルギーの和に等しいことを用いれば, HはVを用いて (6) とされる。 同様に考えて,んはWを用いて (7) と表される。 ここで, 式①を考慮すれば, 比H/hは m,Mを用いて (8) と求められる。

共通テスト過去問2021第1日程のもんだいです。 問2までは行けたのですが、問3が解答の式を見ても分かりません。単に、一体化する時は、摩擦熱が生じて力学的エネルギーが保存されないと丸暗記してもいいのでしょうか？式の意味を理解した方がいいなら説明して欲しいです。お願いします

問2 Bさんが届いたボールを捕球して,そりとBさんとボールが一体となって Vになった。Vを表す式として正しいものを,次の①~④のうちから一つ 氷上をすべり出す場合を考える。 捕球した後,そりとBさんの速さが一定 べ。V= 26 1001 (m + M) UB COS OBL ② (m + M)vsin OB M M Ch Badut mv B UB COS OR LINE OB (4) ④ musings B ③ m+M m+M しない USA 問3 問2のように,Bさんが届いたボールを捕球して一体となって運動するとき の全力学的エネルギーE2 と,捕球する直前の全力学的エネルギー E」との差 AE=E2-E」 について記述した文として最も適当なものを,次の①~④のう ちから一つ選べ。 27 どうなるか ① AEは負の値であり、失われたエネルギーは熱などに変換される。 ② AEは正の値であり、重力のする仕事の分だけエネルギーが増加する。 ③AEはゼロであり, エネルギーは常に保存する。 ③AEはゼロであり、エネルギーは常に保存する。 ④ AE の正負は,とMの大小関係によって変化する。 高 1

棒線の部分が分かりません。どなたか教えてください

300 右の図で点PはAを出発点とし, さいこ →ろを投げて矢印の向きに移動する。偶数の 目が出たらその数だけ進み, 奇数の目が出 たら1つ進む。 次に,もう1回さいころを 投げて, Pは移った点を出発点として,同 B 様に移動する。 2回の移動後に,PがBにある確率を求めよ。 C

確率分布の問題です X＝の式が何をやっているのかがよくわからないので解説をお願いしたいです。 よろしくお願いします🙇‍♀️

19 標本調査と確率分布 練習 330 数直線上で,点Pが原点の位置にある。 硬貨を投げて, 表が出たら +1だけ, 裏が出たら -1だけ移動する。硬貨を続けて3回投げるとき,点Pの座標を X とする。 (1)X の確率分布を求めよ。 (2) P (1≦x≦1)を求めよ。 (1) 硬貨を3回投げるとき この試行の結果は これらは同様に確からしい。 238(通り)重複順列 同じものを 3回のうち,硬貨の表が出る回数 n回 (n = 0, 1,2,3)とすると繰り返し使う X=n-(3-n) =2n-3 公式:nr よって, 確率変数Xのとり得る値は -3, -1, 1, 3 それぞれの値をとる確率を求めると 1 +A 3 P(X=3)= 8 8 3 1 = = 8 P(X=-1) P(X=1)= P(X=-3) したがって, Xの確率分布は下の表のようになる。 1回目表表表表裏裏裏裏 2回目表表裏裏表表裏裏 3回目表裏表裏表裏表裏 X311-1|1|-1|-1|-3| 例えば, (表、裏、表) に対する X の値は (+1)+(-1)+(+1)=1 X -3 −1 1 3 計 1 P 8 3-8 3-8 1-8 1 (2)P-1 ≦ X ≦1)=P(X= -1)+P(X=1) 3 3 = + 8 8 「確率の総和が1になるこ とを確認する。

この問題で最終的な力学的エネルギーを考えると減っているけどなぜ減っているのかが理解できないので教えて欲しいです。 初め力学的エネルギーが保存されて最高点でどちらの物体も速さを持たないからhだろうと解答しました。

ZUZ. 台と小球の運動 図のように, なめらかな曲面 Th OP A B W と水平面, 鉛直な壁Wをもつ質量Mの台が, 摩擦のな い床の上に置かれている。 台上の点Pから,質量mの 小球を静かにすべらせた。 壁Wと小球の間の反発係 数をe(0<e < 1), 点Pの水平面 AB からの高さをん, 重力加速度の大きさをgとし, 速度はすべて床に対するものとして,右向きを正とする。 (1) 小球と台が運動している間, 小球と台の運動量の水平成分の和を求めよ。 (2) 小球が最初に点Aを通過するときの, 小球の速度と台の速度 Vを求めよ。 (3) 小球が壁Wと最初に衝突した直後の, 小球の速度と台の速度 V' を求めよ。 (4) 衝突後, 小球が達する最高点の水平面 ABからの高さんを求めよ。 (17. 兵庫県立大改) 例題14

(1)についての質問です。解答で、cx＝ccosθとしてるところが何故かわからないですx-z平面上で光速cで運動してるなら納得できるのですが、x-y-z平面で運動するならc＝(cx2+cy2+cz2)1/2乗になると思いました。

56 光の粒子性 一辺がLの立方体の容器内を振動数 の多数の光子が光速cで不規則に運 動している。 この容器の面と光子は完全 弾性衝突するものとし, プランク定数を んとする。 光子の運動量の向きはその速 度の向きと一致しているので、光子の運 L S2 y (3 動量の成分は,速度のx 成分 Cx を用 いて、 X L | × cx と書ける。 さて, cx>0 として,t秒間に1個の光 であり,その間に面 子がx軸に垂直な面Sに衝突する回数は(2) Sが受ける力積は (3) となる。 光子の運動方向は十分不規則であ りの平均値はx=(4) × c2と書ける。そこで、容器内 の光子数をNとすると, 全光子から面Sが受ける力は (5)と表さ れる。 したがって,この光子気体の圧力P は, 体積Vを用いて (6) となり,単位体積あたりのエネルギーUを用いると, P=(7) と書 (名古屋大+東北大+大阪府立大) ける。 Level (1)~(7) ★ Point & Hint 光の圧力(光圧)の問題。 気体の分子運動論をバックグラウンドとして解いて いく。 HECTURE (1) 光子の速度ベクトルと運動量ベクトルは (2) 右のようになる。 Cx=ccos0 であり px= hv C cos 0 = =hyxCx c² ※子は面に2の距離を動くごとに C 速度 C 運動量 Dx

この問題で衝突後の光子のx軸方向の運動量はベクトル量だから、写真のようにx軸方法y軸方向に分解できるという認識で合ってますか？

EX 上図のように,波長入のX線光子が静止した質量 m の電子に当たり, 入' となって 0方向へ, 電子は速さ”となってΦ方向へ進んだ。 x,y 方向 での運動量保存則と, エネルギー保存則を書け。 4x=X'-入を 0,m,c, hで表せ。入なので 次に, vを消去し, + ≒2 21/14112141=2を用いよ。 解 運動量保存則 x方向 17/12/7/ h = coso+mucos p ① h y方向 0 =2727 sino-musinΦ ②1