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物理 高校生

落下運動の問題です。 例題7の(2)のピンクマーカーの式で、なぜマイナスが付くのか分かりません。 投げ上げているので、鉛直投げ上げの式を使うのは分かりますが、再び地面へ落下しているので、鉛直投げ下ろしの式は使わないのですか。 解説宜しくお願いします。

例題 7 鉛直投げ上げ 基本問題 39, 標準問題 41 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/s2 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 また, 落下する直前の速さは何m/sか。 か。 投げ上げた位置を原点とし、 指針 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 (1) 最高点で小球の速さは 0 となる。 求める時間をt [s] とする と,「v=v-gt」において, v=0m/s, vo=19.6m/s, g=9.80m/s2, t=tなので, 0=19.6-9.80 × t t₁ =2.00 s 最高点の高さy[m]は, 「y=vot-1/2/2gt2」において, v=19.6m/s,t=t=2.00s,g=9.80m/s2 なので, -×9.80×2.00² y=19.6m y=19.6×2.00- (2) 求める時間を[s] とすると, 「y=vol-1/12912」に おいて, y=0m, vo=19.6m/s,g=9.80m/s² なので, y y 最高点 速さ0) OF 19.6m/s |0=19.6×tz 2 ×9.80×1² t₂(t₂-4.00)=0 t=0, 4.00 4.00s ( 2 = 0 は,投げ上げたときであり, 解答に適さない) 求める速さv[m/s] は, [v=v-gt」において, v=19.6m/s,g=9.80m/s2, t=4.00sなので, v=19.6-9.80 × 4.00 v=-19.6m/s 19.6m/s (vの負の符号は,鉛直下向きであることを意味する) 別解 (2) 運動の対称性から, 「地面から最高点に 達する時間」=「最高点から地面に落下する時間」なので, t=2×2.00=4.00s 基本問題 第 I 同様に, 運動の対称性から, 「地面から投げ出されたと きの速さ」=「地面に落下してきたときの速さ」 なので, v=19.6m/s 章 運動とエネルギー

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物理 高校生

(2)の問題(画像1枚目)は、模範解答では2枚目の画像でシャーペンで囲んでいる公式を使って解かれていたのですが、星印をつけた公式を使って解く方法はないのでしょうか?

指針 投げ下ろした点を原点,鉛直下向きをy軸の正の向きとし、 「v=u+gl」 「y=col+1/2gt2」の式をもとに考える。 解答 小球が地面に達するまでの時間をt [s], 地面に 達する直前の小球の速さを [m/s] とする。 「y=vot + 12/2gt」より 39.2=9.8×t+m×9.8×12 両辺を 4.9でわると 8=2t+t2 t'+2t-8=0 t>0 であるからt=2.0S (t-2)(t+4)=0 また,このときの速さ [m/s] は 「v=vo+gt」より v = 9.8+9.8×2.0=29.4≒29m/s 21. 鉛直投げ下ろし 地上 25mの高さからボールを投げ下ろしたところ, 1.0秒後に地面に 落下した。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 (1) ボールの初速度の大きさ [m/s] を求めよ。 (2) ボールが地面に達したときの速さ [m/s] を求めよ。 (1) (2) 25m 22. 自由落下と鉛直投げ下ろし ビルの屋上から小石Aを静かに落下させ, 2.0秒後に屋上 から別の小石Bを初速度 24.5m/sで投げ下ろしたところ, 2つの小石は同時に地面に落ちた。 重 m/c² + + z あるビル さを 9.8m/ (1) 小球が (2) 最高点 (3) 投げて (4) 投げ 例題 9 指針屋 図容 (1 Tv= 20 (2) 「y= OB A (3) T 23 大 (1) (2 (3

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物理 高校生

なぜこれは青線の部分のようになるのでしょうか?考えても考えても分かりません

期 : 1.3s, 速さ:6.0m/s, 回転数 : 0.80 回転 円の中心に向かう向き, 大きさ: 30m/s² N 22×3.14 1 accor ●センサー 37 円運動では,地上から見た 場合,実際にはたらく力の みを考え, 遠心力は考えな い。 物体から見た場合, 実 際にはたらく力のほかに遠 心力を考える。 遠心力=mrw²=m r 向きは,円の中心から遠ざ かる向き。 例題 31 等速円運動 右図のように,長さLの軽くて伸びない糸の一端につけ た質量mのおもりが、水平面内で角速度の等速円運動を している。糸が鉛直線となす角を0. 重力加速度の大きさを gとする。 +++ 125 [センサー 37 センサー 38 円運動では tbt the 物体が円運動するときは,必ず円の中心に向かう向きの力がはたらい (1) 地上から見たとき, おもりにはたらく力の名称を答えよ。 (2) おもりから見たとき おもりにはたらく力の名称を答えよ。 (3) おもりにはたらく同心力の大きさをmg0で表せ。 また,m, L, 0.0 も表せ。 (4) 遠心力の大きさをm, L, 0,ωで表せ。 また, 向きを答えよ。 解答 (1) 重力, 張力 (2) 重力,張力, 遠心力 PES (3) 実際にはたらく力である重 力と張力の合力Fが向心力と なるので, F = mg tand また,円運動の運動方程式よ y, m (L sin0) w² = F したがって F=mLw'sin ANCOT →(4) f=mrw² より, mLw'sing 例題 32 慣性力 104pm- 5 St 右図のように、傾きの角8のなめらかな斜面をもつ台 A の上に質量mの小物体Bを置く。Aを水平方向左向 きに大きさの加速度で動かしたところ,Bは斜面上で 静止した。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 加速度の大きさαをg, 0 を用いて表せ。合 (2) BがAから受ける力の大きさはいくらか。 解答 (1) 台Aとともに 地上から 見る 1- 127 133 135 F 0 張力T m 向きは円運動の中心0から遠ざかる向き FOLT 重力 mg O 0 0 L おもりから見 張力 題 33 [○] 遠心 度で 大き (1) 右目 重力 mg きさ き 円運 解く m遠心遠 半 131 132 135 136 O かた A 動

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物理 高校生

青線の部分を計算しても答えがでません。途中計算を教えてください。全然合いません答えが

N サー41 ナー42 を質量 して考 ・2d. 考え ( L-L 153 別解 初めてx=dとなるときに物体Bが物体Aから離れる から (2) の結果より (2) P: よって、 (1) L-200 4 g d= -2d cos 2d 2π となるから, t= t= 3 /2m V 3k Vo √3k 12m 3k 2 g /2m [m] t ゆえに COS (m), Q: [s], Q: 2π 2 /2m ・200 3k 2 3 /2m (2) 求める P Q の単振 動の振幅をそれぞれ Ap[m], AQ〔m〕 とする。 運動を始めたとき,P, Q はともにつり合いの 位置にあり, ばねが最 も縮んだとき,P, Q は重心Gに対して静 止する。 P, Q の質量 の比は1:2より,ど ちらの場合もGはPQ を2:1に内分する点 となるから, Ap= Vo 12m ✓ 3k /2m 3k [s] [m〕 OH P 27T (3) P: 27 指針 (1) 外力による力積が加わらないため, つながれた小球P Q の重心Gは等速直線運動をする。 ばねが最も縮んだとき, P, Qの速度 は重心の速度に等しくなる。 (2), (3) P, Qは,重心に対して単振動する。 g 2d Ap 3 √ 解説 (1) 右向きを正とし, ばねが最も縮んだときの小球 P, Q の速 (1) 度をV/[m/s] とする。 運動量保存の法則より, mvo+2m(vo)=mV+2mV Vo これより, V=- 3 求めるばねの長さをL'[m]とすると, 力学的エネルギー保 存の法則より, m² +2m² = k (L-1)³ + ½m-3) •2mv²= k(L-L')² t = - 2d g ゆえに,I'=L-200 '[m] (L'は不適) √ 3k L -[s] 1 2 2 of color and + 12.2m ( - 20/0 3 12/2300 ammino L' 002 (53) センサー41 ●)) センサー 42 AQ つながれた小球P. Qの重心の速度を v[m/s] とすると c =Vである。 G は水平左 向きにの速さで等速 直線運動をしている。 10

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