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物理 高校生

(3)で解答は運動量保存で解いていて、自分の解答は間違っていました。なぜ写真のような解き方では解けないのか教えてください

図のように、ばねによって発射される小物体の運動を考える。 小物体の質量はmであり, 大きさが無視できる。 ばねは, 一端が固定され, 他端に板が取り付けられている。 ばねは フックの法則に従い、ばね定数をkとする。 空気抵抗, ばねおよび板の質景は無視できる ものとする。重力は鉛直下向きに働き, 重力加速度の大きさをgとする。すべての運動は、 図に示す錯直平面内で起ころものとする。 以下の設問に答えよ。 R 円筒面 板 小物体 (質量m) 曲面 台車 (賞量M) IS 0 1床 ばね 溝 図 ばねが自然長からdだけ縮むように小物体を押し, 静かにはなした。 小物体は板から離 れて,水平な床を右向きに速さで運動した。床と小物体との間の摩擦は無視できるもの とする。 (1)速さめを, m, d, g, kの中から適切なものを用いて表せ。 床の右側には水平な溝が掘ってある。 この満の左端に, 質量Mの台車が静止している。 台車の上面は水平であり, 床と同じ高さにある。 小物体が床から台車に乗り移った後,小物体と台車はいずれも右向きに運動した。台車 に乗り移った直後の小物体の速さはめであった。台車の上面と小物体との間には摩擦があ り、その動摩操係数をμとする。 台車の右端と小物体は, 同時に同じ速さり、で満の右端に 到達した。台車と満との間の摩擦は無視できるものとする。 (2) 小物体が台車上を運動しているとき, 小物体と台車の加速度(右方向を正)を、それ ぞれa, Aとする。小物体と台車の水平方向の運動方程式を, それぞれm, M, vo, a, A, 9, μ'の中から適切なものを用いて記せ。 (3) 速さりを, m, M, vo, 9, μμの中から適切なものを用いて表せ。

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物理 高校生

この問題のイとロの解説をお願いします。 ちなみに答えはそれぞれC(2n-1)/4L,L(C+Vイチ)/C(2n-1)です

風がないときの音の速さを C [m/s]とする。 (A) 図1のように, 一様な太さのガラス管にビストンを取り付け開口端と閉口端と の間の距離r (m) を自由に調節できる閉管が地表に固定されている。閉管の開 口側にはさまざまな振動数 [Hz] の音を鳴らすことができるスピーカーがガラ ス管の中心軸上にある。スピーカーは台車に乗せてあり,台車はスピーカーを乗 せたままガラス管の中心軸上を左向きに一定の速さ V [m/s] で運動させること ができる。また,台車の速さ Vは音の速さCを超えないものとする 台車が静止(V =0m/s) しているとき,スピーカーからある一定の振動数 の音を鳴らして、ピストンを開口端の位置から右向きにゆっくり動かしながら共 鳴の位置の測定をしたところ,r=L [m] の位置でn度目(n21) の共鳴が 観測された。風は吹いておらずその影響はないものとし、 開口端補正は無視でき るものとする。 SM ガラス管 ピストン スピーカー 証 風) V AD 地表 音 さ 図1 さな風W の。 Am W -9Uちさるりす風 m (イ) スピーカーで鳴らしている音の振動数(Hz] をL, n, Cの中から必要なも のを用いて表せ。 O () 台車を一定の速さ V= V, [m/s] で運動させながら, スピーカーでは設問 (イ)と同じ一定の振動数の音を鳴らしている。このとき,ピストンを開口端の位 置から右向きにゆっくり動かしながら共鳴の位置の測定を繰り返したところ。 エ=ム (m) の位置で1度目の共鳴が観測された。LをL,n, C, V,の中か き ッ画

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