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物理 高校生

(5)の解答でvt+Vt=になっているところが、 (2)でVを–Vとおいたのでvt–Vtになると思ったんですけどどなたか解説してくれませんか?

次の文章を読んで (1)~(5)に答えよ。問題の 解答に必要な物理量,物 h 理定数があれば,それら を表す記号はすべて各自 が定義し,明示せよ。 図のように,曲面 AB となめらかにつながった 水平面 BC をもつ質量 Mの台が, なめらかで水平な床の上に静止している。ここで, 面 BC から高さんの曲面上の点Aから, 質量 m の小球を静かにすべらせた。小球と台の間 に摩擦はないものとし, 重力加速度の大きさをgとする。 B C (1) 小球が曲面 ABにあるとき,小球にはたらく力の名称と向きを図に記入せよ。 (2) 小球が曲面 ABにあるとき,小球と台からなる物体系の水平方向の運動量は保存さ れる。その理由を説明せよ。 また, 小球が点Bにきたときの小球の床に対する速さを vとする。このときの台の床に対する速さVを, m, M, v を用いて表せ。 (3) 速さを,g, h, m, M を用いて表せ。 また, g=9.8m/s?, h=1.0×10 cm, m=8.0×10°g, M=9.0 kg の場合について, ひを有効数字2桁で求めよ。 (4) 区間 BC で, 小球はどのような運動をするか説明せよ。 また,区間 BCを小球が運動 しているとき,小球と台からなる物体系の重心は,水平方向にどのような運動をする か説明せよ。 (5) 上記の運動の後,小球は床からの高さが1の点Cから飛び出し, 床に落下する。小 球が床に落下したとき, 点Cと小球が水平方向にどれだけ離れているか!とhを含む 式で示せ。

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物理 高校生

[C]の解説で、Bが右に動けばAが左に動くと分かるのは何故ですか?

応用間題 27.(斜面上の物体の運動と水平面上の台の運動) 図1のような、水平とのなす角がθのなめらかな斜 面となめらかな鍋直面からなる質量Mの台Aを考え, その斜面上に質量mの小物体Bを置く。この小物体 Bに軽くて伸びない糸の一端をつなぎ,それをこの斜 面の上端に固定された軽くてなめらかに回る滑車に通 し、そのもう一方の端に質量mの小物体Cをつないで,小物体Cを滑車から鉛直につり下げ たとき台Aの鉛直面に接するようにする。小物体Bと滑車の間の糸は斜面に平行に保たれ, さらに、小物体BとCはいずれも台Aの上端または下端に達しないとし,また,重力加速度 の大きさをgとおく。空気の影響はないものとして、 次の問いに答えよ。 [A) 図1のように,台Aを水平面上に固定し、小物体Bを斜面上に止めた状態から静かに はなすと、小物体BとCは動き始めた。このとき,次の問いに答えよ。 小物体Cは上昇するか、下降するか。 (2) 小物体Cの加速度の大きさを求めよ。 (3) 糸が小物体Bを引く力の大きさを求めよ。 1 7 図1 人 (4)糸が滑車を通して台Aを押す力の水平方向の成分の大きさを求めよ。 (B] 図2のように,台Aをなめらかな水平面上に置 き,それを水平に一定の力で引くことにより等加速 度運動させると,小物体Bが斜面上のある位置に止 まったままになった。このとき,次の問いに答えよ。 (1)台Aを引く力の向きは, 図2の矢印PとQのい T →Ne P 図2 ずれの向きか。 (2) 台Aの加速度の大きさを求めよ。 (3) 小物体Bが台Aから受ける抗力の大きさを求め B 0 台Aを引く力の大きさを求めよ。 [C)'台Aがなめらかな水平面上を自由に動くことが できるようにする。さらに,図3のように,小物体 Cの右側になめらかな鉛直の壁Dを台Aに固定し,小物体Cが台Aの鉛直面に接しながら 台Aに対し上下にのみなめらかに動くようにする。この状況で、小物体Bをその斜面上で 動かないように支え,かつ,台Aを水平面上で動かないように支える。この状態から、台 Aと小物体Bの支えを同時に静かに外すと,台Aおよび小物体BとCは動き始めた。台A に取りつけた壁Dからなる部分の質量はないものとして、次の問いに答えよ。 (1)台Aの加速度の大きさをQ, また,台Aに対して静止した(台Aとともに動く)観測者 から見たときに,小物体Cが鉛直方向に動く加速度の大きさを acとするとき, 加速度 D 図3 の大きさの比CをM, m, 0を用いて表せ。 aA [15 関西学院大) (2) ac をM, m, g, 0を用いて表せ。 N

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