高知大学の過去問です。 画像の問2の答えの出し方が分かりません。 運動量保存則と反発係数の式は立てれましたが、そこから答えにたどりつけません。どうやって解くのでしょうか。 至急教えて頂きたいです。

2023年度 高知大 1 図1に示すような。 滑らかな面 AB, CE を有する台上における物体の運動について考える。 AD 間は水平面, DE 間の形状は鉛直に直径2R[m] を有する半円である。 また, 長さ L[m] の区 BCは粗い面となっている。 はじめに 点Aにばね定数k [N/m)のばねの一端を台に固定し, 他端に質量 M [kg] の物体a を取り付け. ばねが自然長の状態で物体に接するように質量m[kg] の物体b (m <M)を置いた。 物体 a, b の大きさ, ばねの質量 空気抵抗は無視できるものとす る。また物体と物体bの間のはねかえり係数をe. 物体b と面BCの間の動摩擦係数をμ 重力加速度の大きさを〔m/s*〕とする。 このとき,計算過程を含めて、 以下の問いに答えよ。 (70点) 1.図2に示すように物体a を左に押してばねを d[m]だけ縮め、静かに手を離した。この時 物体 b に衝突する直前 (図3)の物体の速さ Vo [m/s] を 求めよ。 2. 物体が物体bに衝突した直後(図4) における それぞれの速さ V [m/s] [m/s] を求めよ。 図1 L 2R A B CD 図2 wwo KI 図3 V₁ www 3. 衝突直後に物体は AB間で単振動を始めた。 その振幅 X (m) を求めよ。 図4 V₁ 01 wwG 問1, ばねの弾性力による位置エネルギーと 運動エネルギーは等しいので Vo' = M d² Vo=dJ [m/s] 問2.物体a,bについて運動量保存則より MV=MV1+mvi 反発係数の式より、 V₁-V evo -evo=サーV1 4. 物体は回転せずに区間 BCを通過した。 区間 BCを通過後(図5)の物体bの速さ102 [m/s] を求 めよ。 図5 5. 物体b は区間DEを面から離れずに通過した (図6)。 このときに,点Eを通過する際の速さ [m/s] が満たすべき条件を示せ。 また、その条 件を満たすの最小値を求めよ。 図6 www 6. 物体bが点Eを通過する瞬間に ばねが最も伸びたとする。 そして 物体 b が水平面 AD 着したときに物体がちょうど1往復した。 そのときのkをR,M を含む形で求めよ。 問1,Vo= d [m/s] 問2、V= M-em d JE m+M (1+e)d M m+M [m/s] [m/s] 問5V3≧JOR [m/s] 12の最小値 [SgR [m/s] 問6,b=gM [N/m]

解説お願いします。

100 弾性力による位置エネルギー ばね定数の異なる軽い ばねAとBがある。 図のように, それぞれのばねの一端を天井に 取りつけ,もう一方の端に質量mのおもりを取りつけた。する と, ばねAは自然の長さからαだけ伸びたところで,ばねBは自 然の長さから2aだけ伸びたところで,それぞれつりあいの状態 になっておもりが静止した。このとき, ばねBの弾性力による位 置エネルギーは, ばねAの弾性力による位置エネルギーの何倍か。 自然の長さ→ B I l l l l l l l l l l 自然の長さ 2 [23 共通テスト]

ばね定数Kのバネを右にX動かした時のバネの運動方程式なんですけど、KXの働く向きはこの絵で合ってますか？？また-KXなのはこの矢印が逆向きになる時ですか？

と 小球 kx. k x < 台 台床 1000 00000000 14+t

Rは球体と四角の物体の間で生じる垂直抗力です。 (3)の解答の所で①から②を引いてaを消してるのは 同じ加速度じゃなくなったらRが消えるのでRが存在するギリギリのところで考えるためですよね？この考え方で合ってるか教えてください。

2μ'g (M+m) 178. ばねに乗った物体 解答 (1) 2mgsino k D 左 VIA, N 台C (2) Ama=k(L-x) -R-mgsin0 B:ma=R-mgsin0 (3) UR (2)(3)AとBがおよぼしあう垂直抗力は、作用・反作用の関係にあり R=0 となったとき, BはAからはなれる。 指針 (1) AとBを一体と考えて、力のつりあいの式を立てる。 解説 (1) ばねの縮みをdとする。A,Bを一体とみなすと,運動方 向に受ける力は図1のように示され, 力のつりあいの式は、 kd-2mgsin0=0 d= 2mgsin ST るん 受ける力 (2) Aが位置xにあるとき, ばねの縮みはlo-x, Aがばねから受ける弾性力はk(l-x) となる。 AR Bが受ける運動方向の力は,それぞれ図2のよう に示される。これから,運動方程式を立てると A:ma=k(l-x)-R-mgsin 0 B:ma=R-mgsino mgsino_ 2mg sin 0 asing 0 0002mg 大日 ak(lo-x) ・・・① 0 mg O ...2 【Aに着目】 (3) BがAからはなれるのは, R=0 となる位置である。 式①一式 ②か ら αを消去してRについて整理すると, 0=k(Z-x)-2R R= k(lo-x) 2 この式から,x=1のとき, R=0 となることがわかる。 したがって, BがAからはなれるのは, ばねが自然の長さのときである。 kd mgsin a. R x mg 0 【Bに着目】 ばねが自然の長 も短いとき,Aは 向きの弾性力を受 自然の長さよりも き, 下向きの弾性 ける。

この問題なんで糸なのに弾性力を使ってもOKなんですか？？

物理基礎です。4️⃣が分かりません😭 具体的には、 ・ばねの伸びが0.20mってどういうこと！？ 　0.10mがばねの伸びじゃないの？ ・(3)でばねの伸びが(0.20−h)mはどういう意味？です。とにかくばねの伸びあたりが特に分かりません😭　教えて下さい🙇

ばね 【4】 重力・弾性力と力学的エネルギー ばね定数 49N/m の軽い そば ばねを天井からつるし、 静 を ギ その先端に質量 0.50kg のおもりをつなぐ。 おも りをつりあいの位置から 鉛直下向きに 0.10m 引 いて、静かにはなした。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2, おもりをはな つりあい の位置 10.10m した位置を重力による位置エネルギーの基準 として、次の各問に答えよ。 ネ (1) おもりを 0.10m 引いたとき, ばねの伸び は何か。 位 おもりをつるしたときのばねの伸び x は,力の つりあいから、 可 mg=kxo 0.50×9.8=49xxo 求めるばねの伸びxは, x=0.10+0.10=0.20m Xo=0.10m (2) 静かにはなした直後の, おもりの力学的エ ネルギーは何Jか。 1 1 E=22mv2+mgh+zkx2 = 1 2 1 x 0.50 × 02 +0.50 x 9.80 + - × 49 × 0.202 =0.98J 2 (3) おもりが達する最高点は,はなした位置か ら何mの高さか 求める高さをh[m] とすると, ばねの伸びxは, x=0.20-h〔m〕 となる。 (2)を用いると, 力学的 エネルギー保存の法則から、 1 0.98 = x 0.50 × 02 + 0.50 x 9.8 x h 2 1 +x 49 x (0.20 - h)² 2 h=0, 0.20m h(h-0.20)=0 h≠0 から, h=0.20m

解説の意味が理解できません。 教えてください🙌🏻🙇🏻‍♀️

問1 図のように,床面から高さ0.10mのA点で質量 1.0kgの小物体を手で支 えている。 静かに手をはなしたところ, 小球は斜面に沿ってすべり下り, B 点を通過した後, C点のばねを押し縮めた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2, 床面を重力の位置エネルギーの基準とする。 また, BC 間は水平で,全ての区 間で摩擦は無視できるものとして,以下の各問いに答えなさい。 0.10m A 1.0kg 1000 B C (4) C点で小球がばねに弾かれた後, 床面から何mの高さまで斜面を上がるか。 最も適当なものを,次の①~④のうちから一つ選びなさい。 ① 0.050m 3 0.15m X 不正解! (2) 0.10m 0.20m 解答: ② 解説: 物体にはたらく力は, 重力 (保存力), 垂直抗力, 弾性力 (保存力)である。 垂直抗力は仕事をしないので, 力学的エネルギーは保存する。 よって, 小物 体は出発点のA点まで戻る。

角速度はどうやったら求められるのか教えていただきたいです🙇🏻‍♀️

類題13 自然の長さ[[m], ばね定数k [N/m] の軽いば ねの上端を固定し, 下端につるした質量m[kg] の小球を水平面内で等速円運動させたところ、円 ばねは鉛直方向と0の角をなしていたとする。 このとき, ばねの伸びx [m] と, 小球の角速度 w [rad/s] をそれぞれ求めよ。 重力加速度の大 きさを g〔m/s2] とする。 mr r r r r r r r r r r r r r r r r r r ヒント ばねの弾性力と重力の合力が, 等速円運動の向心力の役割をしている。

中学理科です。 浮力の計算等がいまいち分かりません。この2問の解説をお願いしたいです🙇‍♀️ 2枚目の答えは0.2Nで、3枚目はア(空気中)とカ(水中） だそうです。

問2 物体にはたらく浮力について, 【実験1】 【実験2】 を行った。 あとの(1)~(7)の各問いに答えなさい。 ただし、ゴムひもの弾性力は, ゴムひもがもとの長さから伸びたときにのみはたらくものとする。 【実験1】 ① 図3のように,質量と体積を無視できるある長さのゴムひもに質量 10gのおもりをつるして, ゴムひもの長さを測定した。 図3 1個 10gのおもりを1個ずつ増やしながら, ゴムひもの長さを測定 した。 ③ 結果を表1にまとめた。 表 1 おもりの数 [個] 1 2 3 4 5 6 おもりの質量 (g) 10 20 30 40 50 60 力の大きさ 〔N〕 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 ゴムひもの長さ [cm] 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 ゴムひもの長さ 【実験2】 ① 図4のような質量 60g, 体積 50cmの直方体の物体Aと,質量 30g, 体積 25cmの直方体の物体 Bを準備する。 物体Bの底面積は, 物体Aの半分である。 ② 【実験1】で用いたゴムひもと同じゴムひもを使って, 底面が水平になるように物体Aをつるす。 ③ 図5のように、物体Aをゆっくりと水の中に沈めていき, 水面から物体底面までの距離, そのと きに水中に沈んでいる部分の体積及びゴムひもの長さを表2にまとめた。 ④ 物体Bについて同様に実験を行い, 表3にまとめた。 ⑤表2, 表3をもとにグラフをかくと, 図6のようになった。 表2 物体A (質量 60g,体積50cm²) 水面から物体底面までの距離 [cm] 水中に沈んでいる部分の体積 [cm] ゴムひもの長さ 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 0 10 20 30 40 50 50 [cm] 28.0 26.0 24.0 22.0 20.0 18.0 18.0 表3 物体B (質量 30g,体積25cm) 水面から物体底面までの距離〔cm〕 水中に沈んでいる部分の体積 [cm] 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 0 5 10 15 20 25 25 ゴムひもの長さ [cm] 22.0 21.0 20.0 19.0 18.0 17.0 17.0

星マークの部分の解説がなく分かりません。 答えは近くに書いてあります。お願いします

バ ム (1) 水平面に達したときの物体の運動エネルギーは何Jか。 図のように、 なめらかな曲面と水平面がつながっている。 水平面から 高さ0.20mの曲面上に、 質量 0.50kgの物体を置き、静かに手をはな す。 物体は水平面上に達し、 一端が固定されたばね定数49N/mのばね を押し縮めた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 曲面上での運動とばねについて、以下の各問いに答えよ。 【思考・判断・ 表現 】 0.20m xF=kx² 2ばねの縮みの最大値は何mか。 Imv- 0.5 A.0.20m 0:20x ×0.5 9.8 4.9 (3) ばねの縮みがx 〔m〕 のとき、 物体の弾性力による位置エネルギー [J] との関係を表す グラフを、以下の選択肢から最も適当なものを選べ。 04970 0 09 ア U(J) 0 x (m) イ U(J)↑ 0 x(m) [J]↑ 098. 98710 0 0.98 x (m〕 10 力学的エネルギーの変化について、以下の各問いに答えよ。 【知識】 図のように、質量mの物体を、 水平面から高さんのなめらかな斜面上から、静かにすべらす。 物体は、長さLの粗い水平面を通り過ぎ、同じ傾斜をもつなめらかな斜面上を、高さまで上がった。 重力加速度の大きさをgとする。 2 (1) 動摩擦力が物体にする仕事を求めよ。 mgh (2) 時間が経過すると、 物体は粗い水平面を往復し、いずれ静止する。 物体が静止する位置の、 粗い水平面上の左端からの距離を求めよ。 (3)右側の斜面だけ、 傾斜を大きくしたとき、 物体が静止する位置は、(2)と比べてどうなるか。 以下の選択肢から最も適当なものを選べ。 ア. やや左側 イ, 同じ位置 右側 物 77410 m <問題は以上です。>