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物理 高校生

(4)を力学的エネルギー保存則で解きたいのですが可能ですか?

けずらしてからはなす。このとき物体Pは単振動する。単振動は等速円運動のx軸上への正 A 標準問題 (2) 時 減 必解52. (2本のばねによる単振動) 図のように,なめらかな水平面上に質量 m の物体Pが同 じばね定数kをもった2つのばね A, B とばねが自然の長さ にある状態でつながっている。水平面上右向きにx軸をとり, A ロ B rO00OP rOO 重 (3 射影の運動であるといえる。時刻 t=0 において, 物体Pはちょうど×座標の原点Oを正。 向きに向かって通過した。ばねの質量はないものとして, 次の問いに答えよ。 (1)任意の時刻tにおける物体Pの位置xおよび速度ひを,等速円連動の角速度ωを用いて 必解 表せ。 (2)任意の時刻tにおいて物体Pが位置xにあるときの加速度αを,oとxを用いて表せ、 また,2つのばねAとBから受ける力Fを,kとxを用いて表せ。 (3)物体Pが×=aに達してから, 初めて原点Oを通過するまでの時間 to と,初めて -a を通過するまでの時間もを,kとmを用いて表せ。 x= 2° (4)物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置,およびばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーびの最大値とそのときの位置を表せ。ただし,ωやTを用いないこと。 (5) 物体Pが単振動しているときの速度»と位置xの関係を求め, vを縦軸に,xを横軸にと ってグラフに示せ。このとき座標軸との交点を,a, kおよび mを用いて表せ。また、物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。 【香川大 改) し

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物理 高校生

この問題の(b)の問題なんですけど30度なのになぜ答えがcos60度になるんですか?至急誰か教えてください。

☆仕事☆ |5 [A] 物体に 2.0Nの力を加え続けて, その力の向きに 6.0m 動かすとき, その力のし た仕事は何Jか。 [B] 水平より30° 傾いたあらい斜面にそって, 物体が距離 2.0m すべり下りるとする。 物体にはたらく重力,垂直抗,動摩擦力の大きさをそれぞれ 8.0N, 6.9N, 2.5 N とするとき,それぞれのカが物体にする仕事 W., Wa, W。(J) を求めよ。 [C] 水平であらい床面上にある質量 5.0 kg の物体に対 し、水平方向から 60° の向きに大きさ 20 Nの力を加 え続け,水平方向に4.0m 移動させる。このとき, 加える力がする仕事 W, [J] と,物体が床から受け 20 N 460°. あらい床: 4.0m る動摩擦力がする仕事 W2 [J] を求めよ。物体と床 との間の動摩擦係教を 0.25, 重力加速度の大きさを 9.8m/s?とする。 [D] 図のように,傾き 30° のあらい斜面上を物体が点 A から点 Bまですべり下りるとき, 物体にはたらく重力 (40 N), 垂直抗力 (34 N), 動隊擦力 (16 N) の各々がする 仕事 W,(J), W。 (J], W。 (J] を求めよ。 ただし,AB=3.0 m とする。 垂直抗力 34 N A 動摩擦力 16 N 30° ヒント 動く向きと垂直な方向にはたらく力のする仕 重力 40 N C 事は0 である。

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物理 高校生

51の2番の問題で加える力0なのにどうして物体は動くのでしょうか 後解説の最後らへんで等加速度の公式を使ってますが初速度は0ではないのでしょうか

3運動の法則 -35 50>加速時の力 質量が440tの車両を10両編成している新幹線が, 0.40 m/s° の加 速度で加速している。この車両全体が受けている合力はいくらか。 51>物体の運動 粗い水平面上に質量 m の物体が静止して いる。重力加速度の大きさをg,物体と斜面との間の動摩擦 係数をμ'とする。次の問いに答えよ。めよ (1) 図のように物体に水平から 30°上向きにFの大きさの 力を加えたところ,物体は一定の加速度で水平に運動した。物体に生じる加速度の大 きさと垂直抗力の大きさを求めよ。に網をつよ m8.0 ちら大の場 (2) 物体に加える力を0にしたところ,物体は1の距離を滑って静止した。加える力を 0にしたときの物体の速さを求めよ。合獣 es.0k爆 準のの 30° の 面 a To. nte の大きさをα 大きさをN 52>自動車のブレーキ時の力 721km/h で走っている自動車が急プレーキをかけ,プ レーキが効き始めてから止まるまでに, 乾いた舗装道路で 40m進んでしまうことが知 られている。プレーキが効いているときの運動が等加速度運動であるとし,自動車の質 量を1.2×10°kgとして, 次の問いに答えよ。 (1) プレーキが効き始めてから止まるまでにかかる時間はいくらか。こ画 () (2) 自動車が路面から受ける摩擦力の大きさはいくらか。 ヒント(1) ひ-tグラフの面積から考えてみる。 と重力だ 山 (9) 飯放高 (8) ものとする。 重加速度の) 53>質量 無重力の宇宙空間で,質量が1kgの物体Aにある大きさの力を加えたと ころ4.0m/s°の加速度が生じた。同じ大きさの力を質量が不明な物体Bに加えると 2.0m/s?の加速度が生じた。物体Bの質量はいくらか。 も大さ日のぶちも大さA向武平水却 54>バーベルを持ち上げる 150kgのバーベルを持ち上げる瞬間の加速度の大きさは 2.2m/s°だった。その瞬間に人が加えた力の大きさを求めよ。重力加速度の大きさを 9.8m/s° とする。 Aケ るJ連 た。AとBが! BARKA さでれ

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物理 高校生

こうゆう物理の問題で、答えは4.00って書いてあるけど、4とか4.0って書いても○ですか?

…8 例題 5 自由落下 →基本問題 35.36 うる高さから小球を静かに落下させると、3.0s後に水面に達した。重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。 水面から小球を落下させた位置までの高さは何mか。 小球が水面に落下する直前の速さは何m/sか。 向には等速口 動である。 れた物体の、 とDxlm/s)と 「指針「静かに」とは,初速度を与え ないようにという意味である。自由落下 o--Os o g=9.8m/s、t=3.0s なので、 44 m v=号×9.8×3.0°=44.1m の公式を利用する。 「解説(1)落下させた位置を原点 とし,鉛直下向きを正とするy軸をと る。3.0s間に落下した距離が, 求める 高さである。これをy[m] として, y=→gt? を用いる。 動 自由落下を始めてから3.0s後の速さが,求める速 さである。これをv[m/s] とすると,ひ=gt において、 g=9.8m/s°, t=3.0s なので、 ひ=9.8×3.0=29.4m/s 3.0s 寺刻t ひ。 29m/s →基本問題 37 ひ 鉛直投げおろし 例題6 高さ9.8mのビルの屋上から,ある速さで小球を鉛直下向きに投げおろすと, 1.0s後に地面に達した。重力加 速度の大きさを9.8m/s° として, 次の各間に答えよ。 の 小球を投げおろした速さは何 m/sか。 小球が地面に達する直前の速さは何 m/s か。 「指針 投げおろした位置を原点とし、 鉛直下向きを正とするy軸をとって鉛直 投げおろしの公式を利用する。 |解説(T)投げおろした速さを。 [m/s)として,y=Uot+ gt? を用いる。y=9.8m, t=1.0s, g=9.8m/s° なので、 V。=4.9m/s o-O% 9.8=v。×1.0+×9.8×1.0° 速直線 ある。 ここ投射 2 (2) 求める速さを»[m/s] として,v=vo+gt を用いる。 V。=4.9m/s, t=1.0s なので、 リ=4.9+9.8×1.0=14.7m/s olu 9.8m 二位置 15msでをQ →基本問 例題 7 鉛直投げ上げ 地面から,鉛直上向きに速さ19.6m/s)で小球を投げ上げた。重力加速度の大きさを9.80m/s°とする。 ) 投げ上げてから, 最高点に達するまでの時間は何'sか。また, 最高点の高さは地面から何mか。 (2) 投げ上げてから, 再び地面に落下するまでの時間は何 sか。また, 落下す”古前の速さは何 m/s か。 2.0でも○? で、 「指針投げ上げた位置を原点とし, 鉛直上向きを正とするy軸をとって, 鉛 直投げ上げの公式を利用する。 |解説 0となる。求める時間をち[s]とする と,v= Vo-gtにおいて, v=0m/s, 6=19.6m/s, g=9.80m/s", t=t,な. ので, 0=19.6-9.80×。 最高点 0=19.6×tz-×9.80× 12 2 速さ0 4.00s t(tュ-4)=0 (ち=0 は投げ上げたときであり,解答に適さない) 求める速さ[m/s]は, ひ=vo-gtにおいて, vo=19.6 t=0, 4.00 (1) 最高点で小球の速さは m/s, g=9.80m/s°, t=4.00sなので, ひ=19.6-9.80×4.00 19.6m/s OFO|19.6m/s ひ=-19.6m/s ;=2.00s (ひの負の符号は鉛直下向きであることを意味する) 最高点の高さy [m]は, y=vot- gt?において, 0=19.6m/s, t3t;=2.00s, g=9.80m/s° から, ソ=19.6m Advice 鉛直投げ上げの運動は, 最高点を前後に対称 である。投げ上げてから最高点に達するまでの時間と、 最 点から地面に落下するまでの時間は等しい。 また、 投げ 上げる速さと落下する直前の速さは等しい。 ソ=19.6×2.00ー×9.80×2.00° 2 (2) 求める時間をな[s]とすると, y=vot- 9tにお いて, y=0m, vo=19.6m/s, t=tz, g=9.80m/s°なの 3.落下運動 15 一歯

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