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物理 高校生

自由落下と鉛直投げ下ろしの問題です。 問3の問題で、どうして問1で求めた時間のhの部分を4hにして計算しないのかがわかりません。 どなたか教えてください🙏

物理問題 〈注意〉物理の受験者は、次の表に従って3題を解答してください。 59-3 選択問題 2 3と4の2題から1題 解答は物理の解答用紙に記入してください。 ①1 次の文章(ⅠⅡ)を読み、下の各問いに答えよ。 (配点 40) 屋上 ビル Ⅰ 図1のように、水平な地面からの高さが4んのビルの屋上から、小球Aを静かにはなし 落下(自由落下) させた。 A が屋上から距離んだけ落下した瞬間に、同じビルの屋上か ら小球Bを速さで鉛直下向きに投げ下ろしたところ, A,Bは同時に地面に到達した。 重力加速度の大きさをgとし, 空気の抵抗は無視できるものとする。 4k k AB 00 O 図 1 選択問題の出題内容 3波(物理基礎) 4 : 剛体,平面運動(物理) ¥00 (60分) 面 問1 Aを静かにはなしてからAが距離んだけ落下するのに要する時間を, g, h を用 いて表せ。 問2 縦軸にAの速さを,横軸にAを静かにはなしてからの時間をとって表したグラフ は、図2の細い線のようになる。 B の速さと A をはなしてからの時間の関係を表 したグラフとして最も適当なものを、図2の1~4のうちから一つ選び、番号で答え よ。 ただし, 図2中のは同1で求めた時間である。 A, BOL 速さ ti Aのグラフ 図 2 時間 問3 B を投げ下ろしてからBがAと同時に地面に到達するまでの時間を,g, h を用 いて表せ。 ただし、 解答欄には結論だけでなく、考え方や途中の式も記せ。 問4 B を投げ下ろした速さve, g, hを用いて表せ。

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物理 高校生

力学的エネルギー保存則を使う問題で、(5)で最高点での速度が水平方向にしかかかっていないと思い、vcosαでやろうと思ったのですが、答えが合いませんでした。 どう考えればいいのでしょうか? よろしくお願いします

簡明で ってい 訓を使 「重 =] 第二問 ( 30点) 図1-1のような発射台から,図 1-2に示す操作によって、体積を無視できる質量 m[kg]の 小物体を打ち出す場合を考える。斜面は水平面に対して角度d[rad] だけ傾いている。重力加 速度の大きさは [m/s]である。 ばねは質量が無視でき, ばね定数は [N/m] である。 図1-1 に示すように,自然長のばねと小物体が接するときの小物体の位置を A, 小物体が打ち出さ れるときの位置をBとし、位置Aと位置Bの間の距離を4 [m]とする。 なお, 空気抵抗は無視 できるものとする。 ばね (自然長) 小物体 futur 斜面 wwww.. 10 1 位置 A lo 水平面 図1-1 図 1-2 位置B P はじめに,図 1-2の左図に示すように, 小物体が斜面上の位置Aから距離 [m]の位置に くるように、指でばねを押し縮めた。 (1) この状態で, ばねが有する弾性エネルギーを求めよ。 次に, 小物体から指を離すと, 小物体は斜面を登る向きに運動して, ばねから離れた。 (2) ばねを離れた直後の速度を求めよ。 (3) 小物体が位置 B に達するために必要なんの条件を求めなさい。 (4) 小物体が位置Bを通過するときの, 小物体の速さ vを求めよ。 (5) 小物体は位置 B で斜面から離れた。 物体が到達する最高点を、位置Aからの高さで表 せ(vを用いてよい)。

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物理 高校生

(1)でAの運動エネルギーはBが地面に着いた時Aも静止するので、速さが0になりAの力学的エネルギーはmghのみだと考えました。ですが答えは½—mv^2+mghでした。何故そうなるのか教えて頂きたいです

基本例題 27 力学的エネルギーの保存 ト*115,116,117 定滑車に糸をかけ, 両端に質量mおよび M(M>m)の小球 A, B を取りつけた。Aは水平な床に接し,Bは床からんの高さに保持さ れて糸はたるみのない状態になっている。いま,Bを静かにはなす とBは下降を始めた。重力加速度の大きさをgとし,床を高さの基 準とする。 (1) Bが床に衝突する直前の A, Bの速さをひとする。このとき, A, Bがもつカ力学的エネルギーはそれぞれいくらか。 (2) Bが床に衝突する直前の A, Bの速さvはいくらか。 AO 指針 A, Bには,重力 (保存力カ)のほかに糸の張力(保存力以外の力)もはたらくが,張力が A, Bにする仕事は, 正,負で相殺するので, 力学的エネルギーは保存される。 解答(1) Bが衝突する直前の力学的エネルギ A:0+0=0 ーはそれぞれ B:0+Mgh= Mgh A, Bをあわせて考えると,全体の力学的 エネルギーは保存されるので TEの 1 A:mu+mgh Mu+0=-Mo -mv°+mgh)+ 2 → Mu°。 B: 0+Mgh= (2)最初(Bをはなした直後)の力学的 エネルギーはそれぞれ 2(M-m)gh よって ひ= M+m

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物理 高校生

39の(3)について、どうして投げた地点から地面までの時間しか計算してないんですか。最高点に達するまでの時間とそこから投げた地点に落ちるまでの時間は足さないんですか?

k ロ (3) 県 物 (4)角度0を何度にとると,(3リ 「J」 必要があれば 2sinbcos0=sin20 を用いよ。 次の問 (1)小球 (2) 小現 のここがポイント 塔の上を原点とし, 水平方向にx軸,鉛直上向きにy軸をとる。水平方内に。 ま等速度運動をし, 鉛直方向には,初速度のy成分で鉛直に投げ上げたのしこ は -9.8m/s°)をする。 最高点は速度のy成分 vyが0になることから並めに。 地面のy座標が -39.2m であることから求められる。 物 例題9.42 39 *39 斜方投射●地上 39.2mの高さの塔の上から, 小球を水平が ら30°上方に初速度19.6m/sで投げた。重力加速度の大きさょ 9.8m/s°とし,次の問いに有効数字2桁で答えよ。 (1)投げてから最高点に達するまでの時間もは何秒か。 (2) 最高点の高さHは地上何mか。 (3)投げてから地面に達するまでの時間なは何秒か。 (4) 小球が地上に落下した点と塔の間の水平距離Iは何mか。 19.6m/s (3) 着オ 130° *43. (1) 初速度のx成分 vox, y 成分 Voy は, それぞれ V3 -=9.80/3 m/s' 2 39.2m からx Uox= Vo COs 30°=19.6× の点を を自由 を水判 大きさ (1)点 Voy= Uosin30°=19.6×ー=9.80m/s" 最高点では速度のy成分 uッが0なので, y方向について「v=uo-gt」の 式より 0=9.80-9.8t 5-4x >例題9.42 ち=1.0s (2) 塔の上から最高点までの高さをh[m] とすると, 「y=unt-→gt」よ 応用問題 ●=上位科目「物理」の内容を含む問題 り 40.自由落下と鉛直投げ上げ● 2球A, Bを, 同一の鉛直線上でそれ ぞれ次のように運動させた。 Aは, 地面から初速度 voで鉛直上方に投げ 上げた。Bは, 高さhのところから自由落下させた。地面を原点として鉛 直上方にy軸をとり、, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 打ち上げてから時間 を後のAの高さVA を求めよ。 (2)自由落下させてから時間も後のBの高さ ye を求めよ。 (3) Bが地面に到達するまでの時間もを求めよ。 (2) 弾 (3) 弾 y h=9.80×1.0--×9.8×1.0°=4.9m 2 したがって、地上から最高点までの高さHは H=39.2+h=39.2+4.9=44.1=44m (3) 地面は y=139.2m の点なので", y方向について BO 「y=vot-5of」の式より *44 斜面 して 速度 29t x9,86円 -39.2=9.80tzー (4) A, Bの運動の開始が, 時刻 t=0 に同時に行われ. AとBは空中で衝突した。こ! 時刻なを求めよ。 (5) この衝突が空中で起こるためには, nはどのような値でなければならないか。 両辺を4.9 でわり, なについて整理すると -2tな-8=0 因数分解して (な-4)(な+2)=0 >0 であるから, tz=4.0s (4)x方向には Vox のまま等速度運動をするので, 「x=ut」 の式より 1=Voxt2=9.80/3 ×4.0=67.8…"=68m [広島工大 改) > 30

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