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物理 高校生

ウ〜ケまでを図など使って教えていただきたいです! あと、相対速度を求めるために三角形を作図する時、力の向きなどをどのようなことを考えながら書いているかを教えていただきたいです!

次の (ア)~(キ)にあてはまる答えを各解答群から1つ選べ。 川幅が [m] で流速が [m/s]の川がある。 図のように, 川岸のある地点をA, Aから距離 7 [m] 離れた下流の地 点をB, A の対岸である地点をCとする。 いま, A地 点に静水に対して速さ V[m/s) (V> ” とする) で進む船が あるとして,次の問いに答えよ。 はじめ,船は船首をBに向けてAからBへ向かうと する。 この船がAからBに達するまでに必要な時間は ア [S] である。 B に達した船は、船首をAに向けるよう方向転換をしてからAに向 かう。この船が AとBの間を往復するために必要な時間(船が方向転換する時間は無視 できるとする)はイ[s] である。 次に,この船を川の流れに垂直な直線ACにそって, AからCまで動かしたい。 この とき,A地点から見た船の速さはウ [m/s] であり, AからCまで移動するのにかか る時間は [s] である。 I また,Aにある船が,船首を川の流れに対して垂直方向に向けて出発したとする。こ のとき, A地点から見た船の速さはオ [m/s]であり,船はカ オ [m/s] であり,船はカ[s]後にCから下 |流へキ [m] 離れた地点に達する。 また、図のように,川の流れの向きと船首のなす角を30° にして出発したとする。 このとき, A地点から見た船の速 さはク[m/s]であり、船はケ [s] 後に向こう岸に 達する。 A A 1 30° B 20

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物理 高校生

仕事とエネルギーについての問題です。 (キ)と(ク)がなんでこの答えになるのかがわかりません。計算過程と解説をどなたかお願いします。

【7】 ( 明治大) 次の文中の空欄 ( )に適する式を所定の欄に記入せよ。 また, をそれぞれの解答群から一つ選べ。 X 図のように, あらい斜面上に質量の無視できるばねがあり, その下端 Q が固定されている。このばねは 斜面に沿って伸縮できる。 ばねははじめ自然の長さであり、このときのばねの上端 P の位置を x=0とし の小物体を静かに置く。 物体と斜面の間の静止摩擦係数をμlo, 動摩擦係数をμ',重力加速度の大きさを て斜面に沿って軸をとり, 下向きを正とする。 x=0より斜面に沿って距離も上がった地点Rに質量m とする。以下では、ばねと斜面の間の摩擦を無視してよい。また物体の大きさも無視してよい。 0 x=0 ア R に最も適するもの (I) 斜面の傾斜角6が小さいとき, 物体は静止したままであった。このとき、物体にはたらく摩擦力の大き イ さは ア である。 傾斜角をある角度より大きくしたところ、物体は斜面に沿って下降した。この 場合、斜面に沿った方向に物体が受ける力は,物体がばねに接触するまでは、 たがって、物体が斜面に沿ってLだけ下降して, ばねに接触する直前の速さVはウ で与えられる。 し である。 物体は、ばねと接した後, ばねと離れることなく運動し, ばねは最大d だけ縮んだ。 do だけ縮んだと きのばねの弾性エネルギー Ek は, ばね定数をkとするとE=(a)である。 物体が斜面に沿ってx=0か らx=d まで下降する間に重力が物体にした仕事はW= であり、摩擦力がした仕事は W2=オである。 ばねの弾性エネルギーEk, 接触する直前に物体のもっていた運動エネルギー 1 m2 の間には カ という関係式が成り立つ。 (ⅡI) 次に, 斜面の傾斜角9を0より大きいままにして, 物体をばねの上端 らだけ縮めてから静かに放す。 ここで物体が静止し続ける山の条件はキ である。 d がこの条件を 満たさず,物体が斜面を上がり始める場合を考えよう。物体はそのx座標がxになるところまで上がって いき, そこで速度がゼロになった。物体がx=dからx=xへ動いたときのばねの弾性エネルギーの変化と 重力による位置エネルギーの変化の和は、摩擦力がした仕事に等しい。。 このことを利用すればx = | であることが導かれる。 ク ばねを自然の長さか に連結し,

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