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物理 高校生

全くわからないです。。。 教えてください。。

質量mの自動車Aと質量 Mの自動車Bが,図に示され るように,水平な路面上を左 から右にともに速度 voで等 B A → Vo m → Vo O -Lo 速走行していた。このとき両自動車の車間距離は Lo であった。 時刻t=0 において, 自動車 Aのブレーキがかかり,その瞬間自動 車Aのタイヤは完全に停止し,その後自動車Aは路面上をすべり ながら減速しやがて停止した。一方,自動車Aのブレーキがかかっ てから時間6後に, 自動車 Bのブレーキがかかり,その瞬間自動車 Bのタイヤの回転は完全に停止し,その後自動車Bは路面上をすべ りながら減速し, やがて自動車Aに追突することなく停止した。 自動車 A のタイヤと路面との動摩擦係数を μA, 自動車Bとタイ ヤと路面との動摩擦係数を Ms, 重力加速度をgとするとき,以下の 問いに答えよ。 空気抵抗は無視できるものとする。 (1) 自動車 Aのブレーキがかかってから,自動車 Aが停止するま での時間をな とするとき,なを v0, 1Has g を用いて表せ。 (2) 自動車 A が停止するまでに路面上をすべった距離を La とす るとき,La を Vo, 1Hh, g を用いて表せ。 (3) 自動車Aのブレーキがかかってから自動車Bが停止するまで の時間をsとするとき, なをto, vo, 1MB, g を用いて表せ。 (3)の時間sの間に, 自動車Bが走行した距離と路面上をすべっ た距離の合計値を Le とするとき, Le を to, vb, 4s, gを用いて表 せ。 (5) 両自動車がともに停止したときの車間距離を L.とするとき, L」 を Lo, lo, U0, 1Hh, 148, gを用いて表せ。

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物理 高校生

類題を解いてみて、答えが全く別物になっていました。公式を見てみたりしましたがわかりません。 回答には解説もないので答え方の検討がつきません、どなたかお力添えください。

例題 16 鉛直面内の円運動 図の半径と(m]のなめらかな半円筒の内面の最下点に 向かって,質量m[kg]の小球を水平方向に速さ/volp/s」 ですべらせた。重力加速度の大きさを g[m/s}とする。 (1)小球が図の点Bを通るときの速さ びB[m/s] と,回 から受ける垂直抗力の大きさ/Na[N)を求めよ。 (2) 小球は図の点Cで面から離れたどする。cos@をVo 9, rで表せ。 ID B Oo Do (3) 小球が半円筒の最高点Dを通過するためには, Voがある大きさ Umin 以上である必要がある。Umin [m/s]を求めよ。 解(1)点Aを含む水平面を重 力による位置エネルギー 慣性力 の基準水平面とすると, VB 点Aと点B間での力学 B 的エネルギー保存則より UB° 10 NB rcos00 15 1 mu? = ; mvB? 1 2 2 mgcos0 + mgr(1 + cos 0) よって mg UB = Vv - 2gr (1 + cos0) [m/s] 小球とともに回転する立場で考えると, 点Bで小球には重力,垂 直抗力,慣性力がはたらく。半円筒の中心方向にはたらく力のつり あいより 20 15 m - Ne - mgcosθ = 0 2 VB O, の式よりNB = m Vo - mg (2 + 3cos0) [N] 3 (2)点Cでは垂直抗力が0になって面から離れる。③式で Ns = 0 として r 25 0= m 20° mg(2 + 3cos6o)よって cosθ。 = D- 2gr r 3gr (3)点Dで小球が受ける垂直抗力の大きさ No [N] は, ③式で0=0と おくと cos0 =1なので No = m - 5mg r No20であれば, 小球は半円筒を離れずに点Dを通過できる。 よって m 2 Umin 5mg = 0 より Umin = V5gr (m/s] 30 類題 16 図のように, 水平な床に固定された半径r[m]の なめらかな半円筒の頂点Aから質量 m[kg]の小 球を静かにすべらせたところ, 図の点Bで小球 は円筒面を離れたとする。このとき, coséoの値 を求めよ。 35

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