物理基礎です！この問題の解説をよろしくお願いします。

10 5 図 32, 図33のように,鉛直投げ上げ では, 最高点の前後で運動が対称になる。 問 22 小球を鉛直上向きに投げた。 重力加速 度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 最高点での小球の速さは何m/s か。 (2) 最高点での小球の加速度の大きさ は何m/s2 か。 ・ B @ B 問 23 小球を初速度30m/sで地面から真上に 投げる。 投げてから 5.0 秒後の小球の 速度はどの向きに何m/sか。 重力加速 度の大きさを9.8m/s² とする。 例題4 鉛直投射 上昇 時間 t 初速度 初速度と 大きさが等 向きが反対 ① 図 33 鈴

44では力学的エネルギーを求めるときは衝突後－衝突前なんですけど、基本例題9では衝突前－衝突後になっています。それ何故なんでしょうか？また、見分け方を教えて欲しいです🙇‍♀️

(1) e=1 (2) e=1/30 (3) e=0 5 44. さまざまな衝突 なめらかな水平面上に等しい質 量m[kg] の小球A,Bがある。 Aが速さv[m/s]で等速 直線運動をして,静止しているBに正面衝突をした。 反 発係数eが、次の(1)~(3) の場合, 衝突後のA,Bの速さと, 衝突のときの力学的エネル ギーの変化量をそれぞれ求めよ。 45 合体ウルド A m V B m 例題 9

（2）でなぜ力学的エネルギーを求めるのに運動エネルギーの差を求めるのかが分かりません。また、「位置エネルギーは、衝突の前後で変化しない」とありますが、それはなぜですか？

基本例題8 平面上での合体 基本問題 34, 39,45 図のように、なめらかな水平面上で, 東向きに速さ2.0 北 08 m/sで進んできた質量 60kgの物体Aと, 北向きに速さ 3.0 A m/sで進んできた質量 40kgの物体Bが衝突し, 両者は一体 となって進んだ。 次の各問に答えよ。 平水 △ (1) 衝突後, 一体となった物体の速度を求めよ。 (2) 衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。 衝突前のB 40×3.0kg・m/s 120√2kg・m/s 45° 東 衝突前のA 60×2.0kg・m/s 基本例題 9 衝突と力学的エネルギー 2.0m/s (60+40) v=120/2 指針 (1) 運動量保存の法則から, 衝突 x (60+40) と表され, 運動量保存の法則 前後で, A,Bの運動量の和は等しい。 (2) 衝突前後の力学的エネルギーの差を求める。 解説 (1) 衝突前後における A, Bの運 動量の関係は,図のように示される。 衝突前の A,Bの運動量の和(大きさ)は,1202 kg･m/sとなる。 衝突後, 一体となった物体の 速さをvとすると, 衝突後の運動量の大きさは, 北東 北 60kg 833denk B 3.0m/s 40kg 300-144=156 J 力学的エネルギー v=1.2√2=1.2×1.41=1.69m/s 向きは,衝突前の運動量の和の向きと同じで, 北東向きである。 1.7m/s 北東向きに 東 (2) 衝突前のA,Bの運動エネルギーの和は, 1/12×60×2.02+1/12/3×40×3.02=300J 衝突後のA,Bの運動エネルギーの和は, 20,8-1 1/12 ×(60+40)×(1.2√2)=144J K = 5m² 位置エネルギーは, 衝突の前後で変化しない。 したがって, 失われた力学的エネルギーは, 1.6×10²J 位置エネルギーの運動エネルギ = mgh (=(x) + = my?

ここ分かる方いませんか？

=5.92N・s 5.9N's したがって, 求める力積は, 衝突する前後の運動量ベクト せてそれぞれ描く。 衝突前 矢印の終点へ引いた矢印が, 15 北西向きに 5.9N's 問 23類題 水平右向きに, 速さ10m/sで運動する質量 0.20kg のボールがある。 図のように,このボールに,鉛直上向きに大 きさ 2.0N･sの力積を加えると、 どちら向きにどれだけの速さで 進むか。

(4)の対称性からの部分が分かりません。教えていただきたいです！！

思考 19.等加速度直線運動● 物体が,x軸上で等加速度直線運動をしている。物体が原点を 通過する時刻をt=0 とし,そのときの速度は 10m/s であった。また,時刻t=6.0sに おける速度は,-20m/s であった。次の各問に答えよ。 (1) 物体の加速度を求めよ。 (2) 速度が正の向きから負の向きに変わるときの時刻を求めよ。 (3) 速度が正の向きから負の向きに変わるときの位置を求めよ。 (4) 時刻t=0~6.0sの間について, vーtグラフとx-tグラフを描け。

図cのところに書いてあるように、おもりの速度がなぜv1となって、台車と球と一緒になるのかわかりません。どなたか教えてください。

*1a- 2) れば必 チェック問題3滑車と放物運動 やや難 15分 図のように,上端に滑車のつい た傾角30°の粗い斜面がある。質量 mの台車Aの上に質量 mの球Bを 乗せ,軽い糸で滑車を通して質量 4mのおもりCにつなげ, 全体を静 かに平板上に置いた。台車は, 動 V3の斜面上Lだけ登り,滑車に衝突すると,球はその L m (B mA C4m 30° 摩擦係数 ときの初速度で空中に飛び出していって最高点に達した。 (1) 球が飛び出す速さ v,はいくらか。 (2) 球が飛び出した位置からはかった, 最高点の高さん,はい くらか。ただし,最高点での球の速さは となる。 3 V3 N. 説(1) 速さを問うので, エネルギーで解 こう。まずは、動摩擦力から出してみよう。 図aで,台車と球の斜面と垂直方向の力のつ り合いの式により, 垂直抗力Nは N=2mg cos30° =/3mg よって,動摩擦力の大きさFは. 13 F -30° 2mg 図a F=YSN=×3 mg=mg…0 3 ここで、台車と球に注目して〈仕事とエネル ギーの関係)を立てると、「3要素」は(ばねナシ)。 (速さ0),(高さ0とする) (速さ),(高さはLsin30° L T FOr El 30° -L)で 高さ0とする 中 図b 0+(-F×L)+(張力T)×L= -2mv?+2mg× Lとなるね。 未知 この式からは求まるかい? 99 第8章 仕事とエネルギーの関係 ーa

なぜ「BからAへ」水素分子が移動すると分かるのですか？

基本例題38)連結された容器内の気体 基本問題 292, 293 B 容積0.10m°の容器Aと容積0.20mの容器Bを細管でつ A なぎ,容器の中に,温度 27℃, 圧力1.0×105 Paの水素を入 れる。Aの温度を 27℃に保ったまま,Bの温度を127℃にす るとき,容器中の圧力はいくらになるか。また,温度条件を 変えたことによって,何mol の水素が細管を移動したか。ただし、細管の容積を無視し、 気体定数を8.3J/(mol·K) とする。 0.10m 0.20m に保たれるので, natne=na'+ng 指針 まで,BからAへ水素分子が移動する。このとき, Aの物質量は増え,Bの物質量は減るが,AとB の物質量の和は一定に保たれる。 容器A,Bの中の圧力が等しくなる 5 式0, 2, 3, ④を各物質量について整理し,式 6に代入してかを求めると, (1.0×10°)×0.10 (1.0×105)×0.20 最初,AにnA[mol), Bに ng[mol), 最終的に,Aにn'[mol], Bに ng'[mol]の水素 があるとする。最終的な圧力をp[Pa]とすると, 各状態でのA, B中の理想気体の状態方程式は, 最初(A):(1.0×10°)×0.10=nA×8.3×300…① 最初(B):(1.0×10°)×0.20=ng×8.3×300 最終(A):p×0.10=n,'×8.3×300 最終(B):p×0.20=ng'×8.3×400 また,変化の前後で, AとBの物質量の和は一定 解説 8.3×300 8.3×300 p×0.10 8.3×300 p×0.20 8.3×400 これから,p=1.2×10°Pa …6 また,式①から, na=4.01mol となり、式⑥を③ に代入すると,n,'=4.81mol となる。したがって, BからAへ移動した水素の物質量は、 n-n=4.81-4.01=0.80mol 2 3) 0.8mol 01x00

答えだけでいいのでよろしくお願いいたします

問2 問1の結果から, 封入された気体が真空へ拡散する現象では, 拡散する前後で気体の温度は {O上昇する 2低下する ③変わらない} ことが分かる。 |3| 次の問いに答えよ (1)理想気体に対し, 体積を一定に保った状態で75Jの熱量を与えた。このときの内部エネルギーの変化 4U ] を 求めよ。 (2)理想気体に対し, 温度一定のまま 75Jの熱量を与えた。このとき, 気体が外部にした仕事 W' )と, 内部エ ネルギーの変化 4U ] を求めよ。 (3)ある理想気体 1.5mol に, 体積一定のもとで熱量 78 Jを与えたところ, 温度が 4.0K上昇した。この気体の定積 モル比熱は何J/(mol·K) か。 し 1う (4)ある理想気体 1.5mol に, 圧カ一定のもとで熱量 63Jを与えたところ, 温度が 2.0K上昇した。この気体の定圧 モル比熱 C, (J/(mol·K)] と定積モル比熱 C, J/(mol·K)] を求めよ。気体定数を 8.3 J/(mol·K) とする。 (5)熱機関が,高温の物体から 500 Jを吸収し, 低温の物体に熱量425 J を放出した。 得られた仕事1W'①と, 熱 効率eを求めよ。 (6)断熱変化で, 気体を膨張させて外部に仕事をきせると, 温度はどうなるか。次の0~③から選べ。 {O上昇する ②変わらない 3低下する}

（2）の解説部分です。 なぜ衝突前の前運動量は0とわかるのですか？

8* 等しい運動エネルギー 0.26 MeV をもつ2個の重水素原子核{Hが 正面衝突して,ヘリウム3原子核He と中性子inが生成される。これ は核融合反応と呼ばれ, 次の反応式で表される。 H+ {H→ He + ;n ただし,中性子,重水素原子核,ヘリウム3原子核の質量は, 原子質 量単位uで表すと, それぞれ1.0087 u, 2.0136 u, 3.0150uである。 ここで1u=1.7×10-7kg, 1MeV=1.6×10-13 J, 光速c=3.0×10°m/s とする。 AI人質量を失うことによって生じたエネルギーは [MeV]である。 V は (2) 衝突後のヘへリウム3原子核の速さVと中性子の速さぃの比

ポイントに記されていることはどんな運動にも成り立つことでしょうか？

(1) 小球を投げ出してから, 斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 発展例題5 斜面への斜方投射 物理 発展問題 48,52 図のように,傾斜角0の斜面上の点Oから, 斜面と垂直な 向きに小球を初速 び。で投げ出したところ,小球は斜面上の 点Pに落下した。重力加速度の大きさをgとして, 次の各岡 に答えよ。 Vo 01 AP (1) 小球を投げ出してから, 斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 (2) OP 間の距離を求めよ。 O8 の 1 ) 指針 直な方向に分解する。 このとき, 各方向における 小球の運動は, 重力加速度の成分を加速度とする 等加速度直線運動となる。 重力加速度を斜面に平行な方向と垂 0=な-9cos0- 0-4(2-5000) 解説 (1) 斜面に平行な方向 にx軸,垂直な方向に y軸をとる(図)。重力 加速度のx成分, y成 分は,それぞれ次のよ うに表される。 200 t2= gcose t>0から, gsin0 -gcosé, *方向の運動に着目すると, x=gsin0-tか x ら,OP間の距離×は, P 0| 2v。 x=59sine-tな=9sin@-(- 1 1 2 x成分:gsine y成分:-gcos0 203 tan0 三 ッ方向の運動に着目する。小球が斜面から最も はなれるとき, ッ方向の速度成分ッが0となる。 求める時間を,とすると, u,=Uo-gcos@-tの 式から、 gcos0 Point y方向の等加速度直線運動は, 折り 返し地点の前後で対称である。 y=0からy方 向の最高点に達するまでの時間と, 最高点から 再びy=0に達するまでの時間は等しく, も=2t, としてt。を求めることもできる。 Vo 0=6-gcos0-ち =ー gcose (2) Pはy=0の点であり, 落下するまでの時間 1 をちとして, y=0ot-号gcos@-t?の式から, 2 V A日