物理
高校生
(I)はF✖️−二分のLで(2)は−FかけるLでなんで(I)は−F✖️二分のLじゃないんですか😭理解がよくわからなくて教えてほしいです😭
I
増加と台車がされた仕事との関係を求めよ。
解説
5
44 木材に打ち込まれた弾丸 [難易度]
てなめらかな床の上に, 長さL, 質量
虫れ Mの直方体の木材を置く。 この木材に質量m
と の弾丸を水平に打ち込む。 弾丸が木材から受
ける抵抗力は,弾丸の速さによらず一定であ
L
M
は るとし、次の問いに答えよ。 ただし, 解答はm, M, Lおよび下記の”を用いて表せ。
はじめ, 木材を床に固定し、速さで弾丸を打ち込む。
(1) 弾丸は木材のの深さで止まった。 弾丸が木材から受ける抵抗力の大きさは
2
いくらか。
(2) 弾丸の速さを変えて、この弾丸が木材を貫通するようにしたい。 貫通するのに
必要な最小の速さはいくらか。
※問題は次ページに続きます。
44
木材に打ち込まれた弾丸のテーマ・
・エネルギーと仕事の関係の用いかた
作用・反作用の法則
運動量保存則
(1) 弾丸が木材から受ける抵抗力の大きさ
をFとする。
加速度αを
L
2
=Fを立て
弾丸の運動に,エネルギーと仕事の関
係を適用して
mo
1 2 + F.
==
0
2
2
分だけ、
する”
考える
(はじめのエネルギー)+(抵抗力によりされた仕事)=(あとのエネルギー)
mv
F=-
...①
11
ここでは、テクニック「エネルギーと仕事
の関係」
(はじめのエネルギー)+(外からされた仕事)
=(あとのエネルギー)
をフル活用していくよ!
移動と向き
弾丸には大きさの抵抗力が左向き
にはたらき 弾丸は右向きに 1/2 だ
け動いた。 したがってこの間に、弾
丸が抵抗力によりされた仕事は
F.
(-1/2) である。
答
仕事W=Fx では “カの向きに動い
た距離” だったよね。
mv
ギー)
が
(2)(1)と同様に,弾丸のエネルギーと仕事
の関係から
1
①より
12
mv2-FL=0
mvi
2
mv²
・・L=0
L
速さで打ち込まれた弾丸は, 大き
さFの抵抗力を左向きに受けなが
ら、木材の中を右向きに距離L進み、
貫通直後に止まると考えられる。し
たがって,「弾丸は、はじめ 2
のエネルギーをもっていたが,抵抗
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