物理の力学です。 画像の(イ)の部分で位置エネルギーは考慮しないのですか？

2(ma+ma)9h 2021年度 の中に入れるべき正しい答を解答群の中から選び,その番号を解答用マークシート 次の問題の口 の指定された欄にマークしなさい。(34点) 図1に示すように, 水平面に対して角度0[rad] だけ傾いたなめらかな斜面上に台車Aと台車Bがあ る。台車Aは斜面上を動かないよう手で支えられて いる。また,台車Bは斜面上の壁に下端が固定され たばねの上端に取り付けられ, つりあって静止して いる。台車Aは斜面上の台車Bよりも上の位置にあ り,高低差はh[m] である。以下の問いでは, 台車 Aと台車Bの大きさ, ばねの質量は無視できるもの とする。また, 台車Aの質量はMA [kg], 台車Bの 質量は ms (kg), ばね定数はk[N/m), 重力加速度の大きさをg [m/s°] とする。 (1) 台車Aから静かに手をはなすと台車Aが台車Bに衝突した。台車Aが台車Bに衝突する直前の台車Aの 速度の大きさは口(7) ] [m/s] である。台車Aと台車Bが完全非弾性衝突し, 台車Aと台車Bは一体とな り運動を続けたとする。このとき, 衝突によって台車Aおよび台車Bの力学的エネルギーは(イ) )だ け失われる。一体となった台車は,斜面上で単振動をした。衝突の瞬間から単振動の半分の周期だけ時間 が経過したとき, ばねは自然長から(ウ)] [m] だけ縮んでいる。 単振動したときの最高点がばねの自然 長での位置と一致するとき, hは [m/s] である。 台車A h 台車B ばね定数と 水平面 本すダラ 図1 (エ) [m]と表せる。また, 台車の速度の大きさの最大値は () (ア)の解答群 0 gh 1 2gh gh 3 2gh Vg 2 2 4 V2 (イ)の解答群 MA? -gh MA+mB MAMB 2mama 2ma 0 1 gh 2 MA+mg 2 3 gh Ma+mB 46- ma+mB MA? 2(ma+ma)9h 2mgsin0 MAMB 4 5 6 2 MA MAMB 4(ma+ma)9h (ma+ma)gsin@ 7 4(ma+ma)9h (ウ)の解答群 magsin0 k 2(ma+ms)gsine 0 1 2 k k 3 k (2ma+ms)gsin@ 5 (ma+2ms)gsine k 2(ms-ma)gsin0 4 k 6 k (2ms-ma)gsin@ 7 k (エ)の解答群 mg(ma+mg)(ma+2ms)gsin°e ma(ma+ma)(2mat ma)..gsin'0 0 mA 2k 1 MA ma(ma+ma)(ma-2ms).gsin'0 ma(ma+ma)(2ma-ma).gsin'0 2k 2 m。 2k 3 MA 2k ma(ma+ms)(ma+ms).gsin'e ma(ma+ma)(ma-ーma).gsin'0 4 MA" 4k 5 MA ma(ma+ma)(2mg-ma).gsin°0 7 4k ma(mia+ma)(ma--ma).gsin°0 6 MA' 4k MA 4k (オ)の解答群 mA gsin@ Vk 0 1 MatmB mB-MA k k -gsin@ 2 gsin0 MA matmB k 3 2。 -gsin@ 4 2, gsin@ mB-MA 2, k 5 k gsin@ 2mat me 6 2mB-mA 7 k -gsin@ -gsin@ k

慣性力 42問4 糸を切ったら小球が下に落ちて小球の重さも考えるのかなと思ってしまったのですが、この問題だと小球が落ちてる途中の加速度を求めているのでしょうか？？ それとも小球が底に落ちてもその重さは考えなくて良いのでしょうか、、？？

第1章 カと運動 58 慣性力 S7 **42 (14分24 点) 糸でつるされており, その床からの高さはhである。エレベ の大きさをgとする。 このエレベーターを, 鉛直上方へ一一定の大きさFの力で引 き上げるときの運動について考える。上昇加速度の大きさを 4, 小球をつるしている糸の張力の大きさをTとする。 エレベーター(中の人を含む)および小球について, それ 小球 h mea 問1 ぞれの運動方程式として正しいものはどれか。 [Ma=F+T+Mg (ma=-T-mg [Ma=F-T+Mg しma=T+mg [Ma=F-T-Mg ma=T-mg SMa=F-T+Mg (ma=T-mg [Ma=F+T+Mg しma=-T+mg [Ma=F+T-Mg (ma=T-mg [Ma=F-T-Mg lma=T+mg 2② 0 SMa=F+T-Mg 6 (ma=T+mg 問2 エレベーターを引き上げる力カの大きさFはいくらか。 F= ③ (M-m)g 0(M-m)a (M+m)(a+g) 2 (M+m)g 6 (M+m)a 0 Mg 6 (M+m)(a-g) をする ⑤ Ma 問3 小球をつるしている糸の張力の大きさTは, エレベーターが静止している場 合と比べて, 何倍になるか。 a 1-2 g g 0 g 2 1+2 1+9 9 a a g 6 1- a 次に, 力の大きさFを変えないで, 小球をつるしている糸を静かに切ったところ, 上昇加速度の大きさが6に変わった。 問4 エレベーターの上昇加速度の大きさbはいくらか。 m (6_の)台 (a+g) 0 ②a+g) m m M. m 1+ M m 1+ M m aー g M m 0号み1一番 +(1+}9 m lat 「M m M. m m M M こoと るようにA。 O ma-e) 5 m) (6t) 6 が れてから。 小 ーク 216 Or +m)(6-g)

(2)でB地点の力学的エネルギーは運動エネルギーだけの力ということですか？弾性力による位置エネルギーは働いていないのですか？ よろしくお願いします🙏

M+m 基本例題 24 保存力以外の力の仕事 ト105 点Aを境に左側がなめらかで右側があ らい水平面がある。点Aより左側のなめ らかな水平面上で,ばね定数 100N/m の ばねの一端を固定し,他端に質量 1.0kg の物体を置く。ばねを 0.70mだけ縮めて手をはなすと, 物体はばねが自然の長さ になった位置でばねから離れた。重力加速度の大きさを9.8m/s°とする。 (1)物体がばねから離れるときの速さひは何 m/s か。 物体はばねから離れた後右に進み,点Aを通過して点Bで停止した。 (2) 物体とあらい面との間の動摩擦係数が0.50 のとき, AB間の距離Zは何mか。 -0.70m- Poo00 B 一自然の長さ一 あらい水平面 指針(1) 弾性力(保存力)による運動では力学的エネルギーは保存される。 (2) 力学的エネルギーの変化=D動摩擦力がした仕事(W=-Fx) 解答(1) 最初に物体のもつ弾性力カによる位置エ ゆえに ひ=V100×0.70°=7.0m/s (2)動摩擦力が物体にした仕事は W=-0.50×1.0×9.8×7=-4.9Z[J] 物体の力学的エネルギーの変化=Dw より ネルギーは ひ=+×100×0.70°J ばねから離れた後に物体のもつ運動エ 1 ネルギーは K=→×1.0× 2 ぴ] ラ×1.0×0°--×1.0×7.0°=-4.9z 力学的エネルギー保存則より ゆえに 1=。 2×4.9 7.0° -=5.0m 0+-×100×0.70°= × 2

(2)でB地点の力学的エネルギーは運動エネルギーだけの力ということですか？弾性力による位置エネルギーは働いていないのですか？ よろしくお願いします🙏

M+m 基本例題 24 保存力以外の力の仕事 ト105 点Aを境に左側がなめらかで右側があ らい水平面がある。点Aより左側のなめ らかな水平面上で,ばね定数 100N/m の ばねの一端を固定し,他端に質量 1.0kg の物体を置く。ばねを 0.70mだけ縮めて手をはなすと, 物体はばねが自然の長さ になった位置でばねから離れた。重力加速度の大きさを9.8m/s°とする。 (1)物体がばねから離れるときの速さひは何 m/s か。 物体はばねから離れた後右に進み,点Aを通過して点Bで停止した。 (2) 物体とあらい面との間の動摩擦係数が0.50 のとき, AB間の距離Zは何mか。 -0.70m- Poo00 B 一自然の長さ一 あらい水平面 指針(1) 弾性力(保存力)による運動では力学的エネルギーは保存される。 (2) 力学的エネルギーの変化=D動摩擦力がした仕事(W=-Fx) 解答(1) 最初に物体のもつ弾性力カによる位置エ ゆえに ひ=V100×0.70°=7.0m/s (2)動摩擦力が物体にした仕事は W=-0.50×1.0×9.8×7=-4.9Z[J] 物体の力学的エネルギーの変化=Dw より ネルギーは ひ=+×100×0.70°J ばねから離れた後に物体のもつ運動エ 1 ネルギーは K=→×1.0× 2 ぴ] ラ×1.0×0°--×1.0×7.0°=-4.9z 力学的エネルギー保存則より ゆえに 1=。 2×4.9 7.0° -=5.0m 0+-×100×0.70°= × 2

良問の風61（4）です。3枚目のピンクのマーカーを引いた部分についてなのですが、（2）の時とは内部の圧力が違うのに、等圧変化と考えて良いのですか？

61* なめらかに動く質量M[kg]のピストン を備えた断面積Sim°]の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて, ヒーターに 電流を流すことにより,,容器内の気体を加 熱することができる。/ヒーターの体積, 熱 容量は小さく,無視できる。容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がん[mol)入っている。気体定数をR [J/mol·K), 大気圧を(P.(N/m'], 重力加 速度をgm/s°]とする。 (1) 最初,ヒーターに電流を流さない状態では, 図1のように,ピスト ンの下面は容器の底から距離1[m]の位置にあった。このときの気体 の温度はどれだけか。 HP ピストン ヒーター 図1 図2 次に,ヒーターで加熱したら, ピストンは最初の位置より 上昇 した。気体の温度は(1)の何倍になっているか。また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (3)(1)の状態で, 容器の上下を反対にして鈴直にし,気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら, 図2のように,ビストンの上面は容器の底か ら1の位置で静止した。ビストンの質量M を他の量で表せ。 ※ この状態で, ヒーターにより, (2)におけるジュール熱のだけの 執を加えたら、ピストンの上面は容益の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 (名城大)

熱気球 問4を圧力一定のときρT=一定を使って計算したのですが、2枚目の左辺は外部の気体でしょうか？？それとも1番初めの熱など何も加えていない時の内部の気体でしょうか？？ 問題を解いてる時は急いでいたのでとりあえず外部=内部にしたんですが、内部の気体を温めたら圧力変わる... 続きを読む

しいものを,次の0~Oのうちから一つ選べ。P= 問4 外気の絶対温度をT。とし、気球内部の空気の絶対温度はこれより 4Tだ け高いものとする。このとき、気球内部の空気の密度p、を表す式として正 模試 第1回 10 23 小さ 0 4T 調べてみた。 T。 Po カ学 とおくと,AB間 う,2より衝突の の等比数列をな 新突距離も同様。 T-4T Po T。 の T。 T-4T なく空に浮かぶはずだと考えた。 T。+4T Po T。 T。 オ+41 To+4T の To-4T Po @ T-4T T,+4T P 明5 外気の大気圧を1013 hPa. 外気温を20℃とし、気球内部の空気の温度は ぶつか か気より7℃高いとしたとき、気球内部の空気の密度と外気の密度の差は もの ィとするとき.気球が浮かび上がるための pの条件式として正しいもの。 2.8 × 10- kg/m°となる。気球の球皮の単位面積あたりの質量は、ポリエチ 下の0~Oのうちから一つ選べ。 ぶた 22 「Tた20~ レンフィルムの単位面積当たりの質量2.6 g/m' に等しいとするとき、この PBelo13h 条件の下で気球が浮かび上がるための気球の最小の手径として最も適当な値 To PT:PT 41F2 たっ7% を,次の0~のうちから一つ選べ。 24 m PT.=P(tT) ふな-. TotaT. / 15T Po 0 0.28 2 0.32 0.37 0 0.43 P 6 2.8 6 3.2 0 37 4.3 A-A=2.8x10*k4(^! 1.4 T8< 0 3く26(0 3 -6 図 36 40 0 AS-- 30 2)S Po- 30 PS o 192 4r 30 30 40 0 So- S Po- TY PS Po- 4元Y く 035 8Y10 3.14 TY (256 く4 3.396 20 20 - 21 - - 20 - 3.9 KO 240

－7.4が答えなんですけどどうやりますか😿

;とし, 斜面にそって上向きを正とすた 類題 14 傾きの角 30°のあらい斜面上にある物体に初 速度を与え, 斜面にそってすべり上がらせた。 このとき, 物体に生じる加速度 a[m/s°] を求 めよ。重力加速度の大きさを9.8m/s°, 斜面 と物体との間の動摩擦係数を。 20 すらい 30° 1 2/3 ここで学ぶ動摩擦力をすべれ 商倫士」

この類題19です。答えはわかるのですが、その導き方が分かりません。教えて欲しいです！

10 ノ 1.1ス 10 1/S = IIKM/s (0.1 類題 19 質量m[kg]の人工衛星が,地球を中心として半径rIm]の円軌道を回っ ている。地球の質量を M[kg],万有引力定数をG[N·m?/kg°]とし,無 限遠を万有引力による位置エネルギーの基準点とする。 (1)人工衛星がもつ運動エネルギー K(J]と, 万有引力による位置エネ ルギー U[J]を求めよ。 (2) 軌道上で人工衛星にエネルギーを与えて瞬間的に加速させ,地球か ら無限の遠方へ飛ばすことを考える。このとき,人工衛星に与える べき最小のエネルギー EJ]を求めよ。 30

この類題18です。 答えはわかるのですが、その導き方が分かりません。教えてほしいです！

類題 18 半径 R[m]の地球を中心として,等速円運動をしている人工衛星がある。 等速円運動の半径を r[m], 周期を T[s] とすると, ケプラーの第三法則 より,「 T? -= k」(kは定数)が成りたつ。定数kを求めよ。 y3 地上での重力加速度の大きさを g[m/s°], 円周率をπとする。

この問30です。答えはあるのですがその導き方が分かりません。教えてほしいです！

* FVU すい 問30 ハレー碁星は,太陽を1つの佳占とするだ円軌道上を運動する。軌追だ 長半径を18天文単位とする。地球の公転軌道首の長半径が 1.0天文単位,公 転周期が1.0年であることを用いて. ハレー碁星の公転周期が何年になるか 求めよ。