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物理 高校生

画像1枚目の問題(4)について質問です。 点Bを通る面を位置エネルギーの基準面として、力学的エネルギーと仕事の関係からBG間の距離を求めようとしたのですが(画像2枚目の参照をお願いします)、答えが合わず、どこが間違えているのか分からないため、教えてください。 解答は B... 続きを読む

図のように,水平面に対して30°の角度をなす斜面がある。 斜面上の点Aから点Bまでは 動摩擦係数μの粗い面となっており, 点Bから点Dまでは滑らかな面となっている。点Dに は斜面と直角な壁があり,その壁にばねが斜面と平行に固定されている。AB間の斜面の長さ は2L [m), 点Bとばねの先端Cの間の斜面の長さはL[m]である。 今,質量 m [kg]で大きさの無視できる物体Mを斜面上の点Aに置くと, M は静かに滑り 降り始め,ばねと接触した。その後, 0.2L【m]だけばねが縮んだ状態で Mは一瞬静止し, 直 ちに斜面上方へ押し出され, AB間の点Gで再び一瞬静止した。重力加速度の大きさを g(m/s°] として, 以下の問いに答えよ。 (1) 点Aから滑り降りているときの AB間における物体 M の加速度の大きさを求めよ。 (2)ばねに接触する瞬間の物体 Mの速さを求めよ。 (3)ばねに接触した物体 Mが一瞬静止し, ばねが最も縮んだときのばねの弾性エネルギーを 求めよ。 (4) BG 間の距離を求めよ。 M B mmi 30° D

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物理 高校生

(3)のところでV₀sinθcosθをV₀cosθsinθと答えるのはありですか??教えてください!

20.1- 8,8円 のここがボイント 投げ上げた点を原点とし、 水平方向にx軸, 鉛直上向きにy軸をとる。 このときx方向の運動は, 初 速度のx成分のまま等速度運動をし、 y方向の運動は, 初速度のy成分で鉛直に投げ上げたのと同じ運 動になる。ッ方向の速度が0になるときが最高点であり, 上りと下りの対称性から, 最高点までの時 間の2倍が着地点までの時間である。 38 me.) 0.1x8,0× x08.0 (1)図のようにvをx, y成分に分解するので x方向,y方向について の別々の運動が重ねあわさっ たものとなっている。 1 m Vox y4 =cos@ より Vo Vo a y4 Vox= Vo Cos 0 [m/s] Voy=sin0 より Voy a Vo sin 0 = cos0 C Vox C Voy= Vosin [m/s) (2) 最高点では速度のy成分 ひyが0となる。y方向の運動は初速度 voy, 加速度 -gの等加速度運動なので, ひッ=V0y- gt の関係より x Vosin0 O+3)10 e 別解 x 0= vosin0-gt よって t== g 20.- このときの高さ (y座標)は, 鉛直投げ上げの式「ッ=0ot-59t"」より 「ーパ=-2gy」の式より 03 00,00°ー(vosin0)?=-2gh h=tosin0x20sin@_1 _/ g Vosin0 v°sin°0 、日 よって g v'sin'0 h= 2g (3) 上りと下りは対称的なので, 最高点から水平面までの落下時間は(2)の tと同じである。したがって, 小球は投げられてから時間 2t の間, 水平 方向には速度 v0x で等速度運動をしているので,「x=ut」の式より 三角関数の公式 2sin0cos0=sin20 を用いた。なお(3)の答えとし 20°sin0cos0 ては, 3 v0sin0_ 2v3sin@cos0 1= Vox×2t=v Cos 0×2×- でもよ g g v°sin20 3 い。 g

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