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物理 高校生

この問題の4だけお願いします 答え,-T-mg

せ。 , 2 。 [北海道大〕 54. くたてばねによる単振動〉 図のように, なめらかで十分長い直線状の棒 OP を鉛直に立てて 端を水平な床に固定した。 この棒に,同じ質量mの穴の開いた小さ い物体A, B を通した。 物体Aには, ばね定数kの軽いばねをつけ, ばねの他端は棒の端に固定した。 ばねは OP 方向のみに伸縮し, 棒 と物体A,Bの間に摩擦はないものとする。 さらに, 物体Aのばねと は反対側に質量と厚さの無視できる接着剤で物体Bを接着した。 物体 A,Bが押しあうときは物体AとBは離れないが, 引きあうときは引きあう力の大きさが接 床 x=0+ P Telle [00000] 物体B -接着剤 ・物体 A 着剤の接着力以上になると物体AとBは離れる。重力加速度の大きさをgとする。 初めに, ばねはその自然の長さからdだけ縮んで, 物体 A, B はつりあいの位置に静止し ていた。 図のように,このつりあいの位置を x=0 とし,鉛直上向きを正とするx軸をとる。 (1) 自然の長さからのばねの縮みd を,m, kg を用いて表せ。 まず, 接着剤の接着力が十分大きく, 物体AとBが離れない場合を考える。 物体Bをつりあ いの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体AとBは一体のまま上下に振動した。 (2) この振動の周期を, m, kを用いて表せ。 (3) この振動をしているときの物体A, B の速さの最大値を, m, k, b を用いて表せ。 物体AとBが一体のまま運動しているときの両物体の位置の座標をxとする。 また,物体 Aが物体Bから受ける力をTとし, x軸の正の向きをTの正の向きとする。 つまり, Tが 正のときは物体AとBは引きあっているが, Tが負のときは押しあっていることになる。 (4) このとき, 物体Bにはたらく力を, m, g, T を用いて表せ。 x軸の正の向きを物体Bには たらく力の正の向きとすること。 (5) 物体 A, B の運動方程式を考えることで,Tを, m, k, g, x を用いて表せ。 020 (6) T をxの関数として, -3d≦x≦3d の範囲でグラフに描け。 ただし, ここでは6>3d とする。 次に, 接着剤の接着力が小さく, 物体A,B間の引きあう力の大きさがmg以上になると, 物体AとBは離れる場合を考える。 ただし, 離れる瞬間の前後で,物体AとBの運動エネル ギーや, ばねの弾性エネルギーは変化しないものとする。 2246 物体Bをつりあいの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体Bは運動の途中 で物体Aから離れた。 (7) 運動の途中で物体Bが物体Aから離れるためには,bはある値6 以上でなければならな い。 bı を, m, k, g を用いて表せ。 (8) 物体Bが物体Aから離れた瞬間の物体Bの速さを, m, k, g, b を用いて表せ。 [22 千葉大 ]

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物理 高校生

至急です!基本例題7️⃣(4)屋上から最高点まで3秒+最高点から屋上までが3秒+屋上から地上までがx秒とする=投げてから9秒後に地上に落下するので、3+3+x=9秒とすると、 x=3秒になる。地上から屋上までの変位=ビルの高さと考えて、地上から屋上まで3秒で落下するので、... 続きを読む

基本例題 7 鉛直投げ上げ あるビルの屋上から, 小球を鉛直上方に 29.4m/sの速さで投げ 上げた。 重力加速度の大きさを9.8m/s² とする。 平 (1) 小球が最高点に達するまでの時間は何秒か。mge (2) 最高点の高さんは屋上から何mか。 (3) 投げてから小球が屋上にもどるまでの時間は何秒か (4) 投げてから 9.0秒後に小球が地上に落下した。 ビルの高さは 何か。 a mos (2) 「y=uot-1/2gt2」より h=29.4×3.0-12×9.8×3.02 =88.2-44.1=44.1≒44m 18211801=> (3) 「y=uot-1/2gt2」において y=0 だ から 0=29.4×12×9.8×2 0=6tz-t22 tz(t2-6)=0 20 より t=6.0s 27,28,29 解説動画 29.4 m/s [2] A Mati 指針 屋上を原点とし、上向きを正とする。 最高点はv=09.0秒後のyがビルの高さ。 解答 (1) 最高点では速度が0になるので, 別解 最高点を境に上り下りが対称的なので 「v=vo-gt」 より am08 t=2t=2×3.0=6.0s 0=29.4-9.8×t t₁ =3.0s (4) ビルの高さとは, 9.0秒後の|y|である。 1 y=vot- /gt² MS =29.4×9.0- 20 -X9.8×9.0² 2 mi.c =-132.3≒1.3×102m よって H=1.3×102m [POINT メロ 鉛直投げ上げ 最高点 もとの高さy=0 → H v=0

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