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物理 高校生

破片aの水平方向の速さは分裂前の物体の水平方向の速さに等しいのですか。

AB 1:2 (S) 185. 空中での分裂 質量mの物体が, 水平から 45° の向きに速 2cで打ち上げられ, 最高点に達したとき, 質量が12の2 つの破片に分裂し, それぞれ水平に飛び出した。 質量の小さい破 片Aが出発点に落下したとすると, 大きい方の破片 Bは, 出発点からどれだけはなれた 位置に落下するか。 ただし, 重力加速度の大きさをg とする。 例題23 ヒント破片Aの水平方向の速さは、分裂前の物体の水平方向の速さに等しい。 185. 空中での分裂 解答 3v2 g 指針 水平方向では, 物体は内力のみをおよぼしあうので, 分裂前後 での水平方向の運動量の和は保存される。 また, Aは出発点にもどって おり,Aの水平方向の速さは, 分裂前の物体の水平方向の速さに等しい。 運動量保存の法則の式を立ててBの速さを求め, 水平距離を計算する。 解説 初速度の水平成分の 大きさは2vcos45°=vで あり(図1), 最高点での速度 はこの水平成分に等しい。 分 裂前に物体が進んでいた水平 方向の向きを正とすると, 分裂直後のAの速度はvとなる。 分裂直後 のBの速度をv とすると, 水平方向の運動量は保存されるので(図2), √20 A, B v2 [ひ m 2m 3 3 45° 正の向き 図1 v 図2 ←一連の運動において, 鉛直方向には重力 (外力) がはたらくため、 鉛直方 向の運動量は保存されな い。 最高点で物体は水平 方向に速さで飛んでい る。 破片Aが出発点にも どっているので破片 A の水平方向の速さも”で ある。 3 mv=mx(-v)+ 2m 3 × V2 02=2v また、初速度の鉛直成分は2vsin45°=vである。 打ち上げられてか V ら最高点までの時間を とすると, 0=v-gt t= g v2 出発点から分裂地点までの水平距離は, h=vt= ...① g 分裂してから落下するまでの時間はであるから,最高点から落下点 g 2v2 までの破片Bの水平距離は, L2=2vt= ...2 g 式 ①,② から, 求める水平距離Lは, L = 4₁+12= 0² + 2v2 3v2 g g g (1) ◎鉛直投げ上げの公式. v=vo-gt を用いている。 物体、およびBの鉛直 方向の運動は,いずれも 加速度の大きさがgの 等加速度直線運動なので, 発射点から最高点までの 時間と,最高点から落下 するまでの時間は同じに なる。 (9) 115

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物理 高校生

物理基礎の問題です! 類題の(1)を分かりやすく教えてほしいです!! よろしくおねがいします🙇🏻‍♀️՞

例題② 等速直線運動と等加速度直線運動 図のように, 小球Aはx軸上を正の向き t=0s に5.0m/sの速さで等速直線運動をし,時 刻 t=0s に原点を通過する。 また, 原 点にあった小球Bは, 時刻 t=0s から 初速度0で等加速度直線運動を始め、 A5.0m/s B x [m] 5.0m/s t=10s t=10s のとき,x軸の正の向きに 5.0m/sの速さであった。 次の問いに答えよ (1) A, B の運動を表すv-tグラフをそれぞれ描け。 (2) t=10s での, A,Bの位置をそれぞれ求めよ。 (3) BがAに追いつく時刻と,そのときの位置を求めよ。 指針 (1) 等速直線運動, 等加速度直線運動のv-tグラフの特徴に着目する。 (2)等加速度直線運動の式を利用してBの加速度を求め, さらに式を用いて A, Bの位置を求める。 (3) A, B の位置をそれぞれ式で表して, 一致する時刻を求める。 解 (1) A, B のひtグラフはそれぞれ t軸に平行な直線と原点を通る直線である。 (2)時刻でのA,Bの位置をそれぞれ [m/s] IA, IB とする。 Aは等速直線運動を するので式(4)より, 0.50 t …① B x=5.0m/sxt Bの加速度をαとすると, 式 (8) より, 5.0m/s =0m/s+α×10s よって a=0.50m/s2 式(9) より, 1 Ip=0m/sxt+1/x0.50m/s2x t2 2 t=10s をそれぞれ式①、②に代入して, 5.0 A 0 t t(s) I=5.0m/s×10s=50m,xp=1 - ×0.50m/s2x (10s)=25m (3) A=IB となるときなので,時刻をtとして,式①、②より, 5.0m/sxt=0m/sxt+1/2 ×0.50m/s2x t よって, t=20s このときのA,Bの位置は,式① (式②でもよい)にt=20s を代入して, 5.0m/s×20s=1.0×102m 類題 2 例題②の小球 A,Bの運動について,次の問いに答えよ。 Os≦t≦20s の間で,AとBとの間の距離が最も大きくなるのはいつか。 (2) A, B の運動を表す x-tグラフをそれぞれ描け。

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物理 高校生

最後の行の式の変形のやり方が分かりません。

すだけ 出題パターン 45 波式 STAGE 12 の42 (p.141) のグラフで, x=0.9 〔m〕の位置に固定端を置 いたときの (1) 入射波 (2) 反射波の波の式を求めよ。 解答のポイント! 反射波は原点でのy-tグラフ(p.142 の(3)を参照) からつくる。 解法 (1) 波の式のつくり方3ステップ (y-x グラフ)で求める。 STEP1 図 13-12 の t = 0 での波の式は, ×102 (m) y 2π y=-2.0×10-2sin 0.8 EP2 vt = 4.0t 平行移動。 0 STEP3 時刻 t での波の式は, xx - 4.0t とおきかえて, -2.0 2.0- 4.0t t=0 t=t S 0.8 注目! 図 13-12 上のy=-2.0×10 sin- (x-4.0t) 2л 0.8 = 2.0 × 10²sin10л (t-- x 4 (2) 波の式のつくり方3ステップ(y-tグラフ)で求める。 STEP1 原点 x=0での y-t グラフは図13-13 で, 2π y=2.0×10™sin STEP2 x=0からx=0.9[m] 0.2 ×10-2〔m〕 y 2.0 2018-x 4.0 で反射してx=x に戻るまで (図 13- -2.0+ 14) の時間は, 0.9+ (0.9-x) = 1.8-x (s) 4.0 4.0 さらに固定端反射で上下ひっくり返ることも 合わせて図 13-13の反射波のグラフが描ける。 |x=x| 注目! 0.2 図13-13 0.9- <反射 > -0.9-x 図 13-14 2л STEP3 固定端反射した波のx=xでのy-tグラフの式は, y=-2.0×10^'sin 1.8-x =2.0×10^cos10 t+ (+) 0.2 4.0 上下ひっくり返る おきかえる ヒント! sin (A-12/27)=sin (4-1/2) =-COSA STAGE 13 波の式のつくり方 151

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