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Physics Senior High

この問題の[B]の解き方を教えてください。!

応用問題 B 43.〈棒でつながれた2物体の運動〉 思考) 図のように,長さしで質量の無視できる棒によってつながれ た,質量 M の物体Aと質量 mの物体Bの運動を考える。 ただ しM>m とする。棒は物体Aおよび物体Bに対してなめら かに回転でき,棒が鉛直方向となす角を0とする。初め, 物体 Aは水平な床の上で鉛直な壁に接していた。 一方, 物体Bは物 体Aの真上(0=0°)から初速度0で右側へ動き始めた。その後 の運動について次の問いに答えよ。なお,重力加速度の大きさ をgとして,物体Aと物体Bの大きさは考えなくてよい。 また。 棒と物体Aおよび物体Bとの間にはたらく力は棒に平行である。 [A] まず, 物体Aと床との間に摩擦がない場合について考える。 (1) 物体Bが動きだしてからしばらくの間は, 物体Aは壁に接したままであった。この間 の物体Bの速さを, θを含んだ式で表せ。 (2) (1)のとき, 棒から物体Bにはたらく力Fを, 0を含んだ式で表せ。 棒が物体Bを押す 向きを正とする。 (3) 0=α において, 物体Aが壁から離れて床の上をすべり始めた。 cosαを求めよ。 (4) 0=α における物体Bの運動量の水平成分 Pを求めよ。 (5) 物体Bが物体Aの真横 (0=90°) にきたときの, 物体Aの速さ Vを求めよ。 Pを含んだ 式で表してもよい。 (6) 0=90° に達した直後に, 物体Bが床と完全弾性衝突した。その後, 物体Bがいちばん 高く上がったとき0=β であった。 cosβを求めよ。 Pを含んだ式で表してもよい。 [BJ 次に,物体Aと床との間に摩擦がある場合について考える。今度は, 0=60° において, 物体Aが壁から離れた。物体Aと床との間の静止摩擦係数4を求めよ。 物体 B, 質量 m 物体 A, 質量 M [11 東京大)

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Physics Senior High

答えが無いので教えてください。

1.次の問いに答えよ。 (1) 滑らかな水平面上で、東向きに速さ2.0m/sで進む質量0.20kgの小球Aと、北向きに速さ 6.0m/sで進む質量0.10 kg の小球Bが衝突した。衝突後、Aは速さ 1.0m/s で北向きに進んだ。 Bはどの向きに何m/s で進むか。 (2 右の図のように鉛直上向きをz軸に取る。z軸の負の向きに一様な磁東密度 Bの磁界が かけられている。その磁界中に, 質量 m, 長さLの金属棒を軽い銅線でx軸と平行になる ようにつるし、ある電流を流したところ銅線は 45°だけ y軸の負の向きに傾いてつりあっ た。重力加速度の大きさをgとして、 電流の強さを答えよ。 また、 電流の向きとして正し いものを次の避択肢から一つ選びその番号を答えよ。 ① x軸の正の向き x軸の負の向き x軸方向に電流は流れない 2 x y :45° の (3) 時刻tにおける位置xの変位 yが、y= sin20元(t-で表される正弦波がある。この波の周期T, 波長えおよび速さ v をそれぞれ求めよ。 2.図1に示すように、 糸の上端を天井に固定し、下端に質量 mの小球を取り付け、この小球を水 平面内で0を原点とする半径rの等速円遅動をさせたとにろ、糸は鉛直に対してeの角度となっ た。重力加速度の大きさをgとし、空気の抵抗や糸の質量は無視できるものとして、 以下の問いに 答えよ。 (1) 糸の張力はいくらか。 (2) 等速円選動している小球の速さはいくらか。 m o 次に、図2に示すように、等速円運動をしている小球が床からの高さ れの位置にあるとする。こ の小球が A 点に達したときに糸が切れて、 小球は水平方向に投げ出された後、床面の B 点で はねかえった。 (3) 小球が A 点から落下し始めて、B 点に遠するまでの時間はいくら 図1 か。 (4) 小球がB点に落下する直前の鉛直方向の速さはいくらか。 (5) B点ではねかえった小球がある高さ h/nまで到達したとすると、 は ねかえり係数はいくらか。 れを用いて表せ。ただし、 n2 1とする。 mo h/n 図2

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Science Junior High

(5)の解き方が分かりません。答えは3×3の二乗で27ですがなぜ二乗をするのでしょうか。

(4)質量100gのお りの高さとくいの打ち込まれる深 解答欄のグラフにかきなさい。 2. 表1は、台車全体の質量と木片の移動距離の関係を, 表2は,木片に衝突す 量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。 (1)表1で,台車全体の質量を2倍にすると, 木片の移動距離は何倍になっているか。 おもり 〈図) 台車 Loe 移動距離 木片 (2) 表1より, 台車全体の質量を5.0kgにす ると,木片の移動距離は何 cm になるか。 (3)表2で,台車の速さを2倍にすると, 木 片の移動距離は何倍になっているか。 (表1〉台車の速さは一定 台車全体の質量| 木片の移動距離 [kg] [cm] (4)表2より, 木片に衝突する直前の台車の 速さが40cm/sのとき, 木片の移動距離 1.0 3.0 2.0 6.0 3.0 9.0 は何 cm か。 (表2)台車全体の質量は一定 (5)表1より, 台車全体の質量を3倍,表2 より,木片に衝突する直前の台車の速さ を3倍にすると, 木片の移動距離は何倍 になると考えられるか。 木片に衝突する 直前の速さ [cm/s) 木片の移動距離 [cm] 10 ト) 2.0 20 カく |>618.0 8.0 (6)次の①, ②の関係を表したグラフは, 下の ア~ウのうちそれぞれどれか。 の台車全体の質量と木片の移動距離 ② 木片に衝突する直前の台車の速さと木片の移動距離 30 台車全体の質量または 台車の速さ 台車全体の質量または 台車の速さ 台車全体の質量または 台車の速さ 木片の移動距離 木片の移動距離 木片の移動距離

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