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Physics Senior High

なぜ(1)では外力が働き(2)では外力が働かないのですか?

チェック問題 2 図のように, 長さ 質量m のおもりをつけた振り子を60° 60° 傾けて静かに手放すと、 最下点 で, 水平面上に置いてある質量 1 2mの物体に,反発係数 2 の 2m ATOLEA 8. 8分 衝突をした。 水平面と物体との動摩擦係数をμ' とする。 (1) 衝突直前のおもりの速さvo を g, lを用いて求めよ。 (2) 衝突直後の物体の速さ Vを, v を用いて求めよ。 (3) 物体が水平面上をすべった距離L,V,μ'を用いて 求めよ。 T 解説 まず (1) では 「振り子の運動」 (2) 「衝突」 (3) 「物体が 水平面をすべる運動」の3つの運動に完全に分けて, それぞれの運動 とに考えていこう。 (1) まずこの 「振り子の運動」では, おもりには2つの保存則のうち何が使 えるかな? p.165の「マニュアル」 ①②③の手順にしたがって考えてみて。 え~と、おもりには,①糸の張力と重力という外力がはたらいく ているから、運動量は保存しない。 そして、 ②衝突はない。 あ! ③摩擦熱はまったくないから力学的エネルギーは保存するぞ! エクセレント! 図a で, 《力学的エネルギー保存則》 mgl (1-cos 60°) よって、v=vgl 12 後 高さ 0 mvo (2) 次に 「衝突」 でおもりと物体に着目すると 2つの保存則のうち何が使えるかな? えーと。①おもりと物体に着目 すると外力ははたらかないから、 運動量は保存。 でも、あ~! ② の非弾性衝突だから、 衝突熱が発生して力学的エネル ●ギーは保存しないや。そこで、 反発係数の式だ。 前 2m 11 コンッ! オミゴト! 図bのように、衝突後の速度 を仮定し、運動量保存則》より 図b ” を消すと. V = 2 mv=mu+2mV 反発係数の式より、 1 V-v 2 Vo (3) 最後の 「物体が水平面をすべる運動」では,物体の何が保存している かな? うーん。 ①動摩擦力が外力としてはたらくから、運動量は保く 存しないぞ。 また, ②衝突はないな。 そして、 ③摩擦熱が発生 した分、力学的エネルギーも減っちゃっている グレート! 図cで、摩擦熱力学的エネルギーの減少分より. μ'x2mg × L=1×2mV2 2 動摩擦力 こすった 前後 2m 摩擦熱 60° 距離 V +0 高さ 1(1 - cos 60') V2 μ2mg ジョリ よって, L= 2μ'g ジョリ 図 C -Vo a

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Science Junior High

⚠️⚠️⚠️至急⚠️⚠️⚠️明日テストです!! これのかっこ4番が分かりません 答えは 動いている です

同じということもあるかもしれません)。 (3)(2)のようになる理由を、エネルギーの移り変わりの観点から、簡単に説明しましょう。 「エネルギー」という を必ず用いて! (4) C点に到着した瞬間の速さがもっとも大きい(すべて同じということもあるかもしれません)経路はどれですか。 問4 小球を用いて、次の実験を行いました。 摩擦や空気抵抗はないものとします。 【実験】水平面と傾斜した平面とをつなぎ、右図 小球P のようになめらかなコースをつくりました。このコ ース上のA点に小球Pを静かに置くとPは動き始 めました。PがBC間を移動した後、角度 40 斜面を下り、さらにFG間を移動した後、角度 A B D 40° E ア低い F G H 130° 基準面 0°の斜面を上り、最高点に達するまでのPの運動のようすを調べました。ただし、BC 間と FG間はいずれも水平で また、F点、 G点を含む水平面を基準面としたとき、C点、 H点それぞれの基準面からの高さは同じになっています。 | 小球が斜面 GH を上がっていき、最高点で静止しました。このとき、最高点の高さはH点に対してどうなっています か。 次のア~ウから1つ選び、記号で答えましょう。 同じ高さ ウ高い 最高点で静止した瞬間の、小球にはたらく力についての記述として、もっとも適切なものを1つ選び、記号で答えまし ょう。 GH間を通過しているときと同じ力を受けている イ 重力のレール方向の分力だけが0になっている 重力だけが0になっている エレールからはたらく抗力だけが0になっている オ はたらく力の和が0になっている ・まったく力がはたらいていない。 図のコースのH点より上を切り取り、少し短くして、同様に小球をA点に置き、手をはなしました。 すると、 小球は斜面 GH から飛び出して、最高点に達した後、落下していきました。このとき最高点の高さはA点 に比べどうなっていますか。 次のア~ウから1つ選び、記号で答えましょう。 ア低い 同じ高さ ウ高い (3)のようになるということは、最高点で小球は動いていますか、静止していますか。 (3)のとき、次の3つの場合、重力以外に小球にはたらいている力があれば、その力の向き を右の①~③の中から選び、 それぞれ記号で答えましょう。 また、 はたらいていない場合は、

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