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物理 高校生

考え方から分かりません。 課題なので提出しないとならないので、出来るだけ詳しく解説お願いします。

岩手大学 物理 問題 次の文章を読み、以下の問い(1)ー(5)に答えよ。ただし, 本問題に出てくる物体はすべて質点として扱う ものとし. 空気の抵抗や地球以外の天体の影響は受けないものとする。 また, 万有引力定数を C 〔N・m?/kg2)、 地球の質量を 47g [kg], 地球の半径を [m〕 とする。 地球上から, 質量 7 [kg] の探査機を積載した質量 仁和 0 [kg] のロケットを打ち上げる。ロケットを発護した しな | |] 後、ロケットと探査機の全体の速さが w 〔m/s] になっ 大 コー 半作ら たところでロケットと探査機を皮時に分離した(図1 )。 分区前 (1) 分離後のロケットの速さがみ [m/s] であったとき。, 図1 ロケットと探在機の分苑 分離直後の探査機の速さき w [m/s) はいくらになるか。 ただし, ロケットと探査機は一つの直線上を運動するものとする。 (2) ロケットと探査機が分離した後, 探査機は地表からァ [m の高きで円軌道を描 ーーーー RK き、 地球の赤道上を自転の向きに周回し始めた (図 2)。探衣機地球の間に作用 。 Te する力の大きき 〔NJ を求め、 このときの探査機の速さり〔m/s〕 を導出せよ。 ただし, 解答の式は C, Zs 久 /を用いて表せ。 (3) 図2 の状態では, 地球の周囲を周回 している控査機は地表から見て静止してい るように観測された。 探査機の速さ を地球の自転周期 7 【S〕 とだ。ァ を用いて 。 表せ。 (⑳ 図2 の状態で探査機がもゃつ力学的エネルギーちロ] を G, 7m。 が。 天 を用い て表せ。だただし, 無限を万有引力による位置エネルギーの基人点とする。 6 (5) 図2 の状態から探査機をごく短時間に加可し 地球の重力較を脱出させる にした。 探査機を地表からの距離の周回軌道を脱 して無限の傍方に飛6 [m/s〕 を導出せよ。ただし, 加速中の移動距離は無視できるやもの, 2衝るみあ論よ 2

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物理 高校生

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央思スゴー 圭一相 <Z/9 き, その左端を壁に固定しょ 2016年度 物理 732 その上に質量 した。 その有和には 質量 7 の物体 A を取 に 22 の小さ な物体 B をのせた s 物体A の上面ほぁら だ い氷平面で あるとする。物 っ 放、 了 っ張ってばねを介し 静かに放すと, 物体A と物 さって運動を始めた。 以- では, 物体の加 向 のばねに沿った方向の右向きを正とする。 1 ばねの自然長か 長からの伸び, すなわち両物体の変位が* のときの両物体の加 速度を 2, 7 全が物体A から受ひる麻力名のとする。このとき。 物体B の運動方程式は 72 三 (5) 人作0かも24く の <で225も 8 222 52229。 02297 の① 物体 A の運動方程式は 隔g王| (6) |メメ1 (7) | rr.ルkr 5⑨ と書き表さきれ, 式やと式②を加えると SOB2DもEgo 56226:ooo oo⑨ (⑪) (47十7)Z 三 が得られる。式③より, ばねを ( > 0) だけ引き伸ばして物体 A を静かに放 レレた場合の運動は, 振幅が 7 で角振動数が の単振動であることが 語る。 したがって, 両物体の速さの最大値はX | (⑨ ] . 加速度の最 大値は であり, 式①を考慮すると, 物体 B が物体 A の上で滑らず 症上 2。 すなわち. 物体人と物体Bが一体となって運動するためには 物体 A と物体 B の問の静止摩擦係数が 以上でなければならない。

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