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物理 高校生

1番から分かりません教えてください🙇‍♂️

問題4【途中で加速度が切り替わる運動②】 [2017大阪大学] 1面】 間 停車している駅から, 距離L離れた隣の駅までの電車の運行について考える。乗客を含 めた全体の質量が Mの電車をカFで加速させる。隣の駅に近づくと, 加速時と大きさの等 しい逆向きの力で減速させ, 隣の駅にちょうど速度が0となるように到着する。 加速してい る電車の速度が設定速度に達すると加速をやめ,設定速度を維持して走行する。 Fの大きさ はMによって変化しないものとし, 設定速度の上限は Vmax とする。 電車とホームの長さ は考えなくてよい。 問1 設定速度を「Vmax とする。停車している駅から隣の駅までの運行において, 設定速度 まで加速することのできる電車全体の質量の最大の大きさを求めよ。 また, このときに 隣の駅に到着するまでに要する時間Tを求めよ。 間2 電車全体の質量 Mが問1の最大の質量より小さく, 設定速度を「Vmax とする場合を 考える。隣の駅に到着するまでに要する時間を求めよ。 の 小n 問3 電車全体の質量 Mが問1の最大の質量より小さいとき, 隣の駅に到着するまでに要 東する時間をTと等しくするためには, 設定速度をいくらにすればよいか。実現可能な 設定速度をL, M, F, Tのうち必要なものを用いて表せ。

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物理 高校生

1番苦手な範囲で教科書と睨めっこしましたがさっぱり理解できませんでした。 解答がないので答えだけでも載せていただけないでしょうか…?

245.連星の運動闘 図のように、質量 m, の天体Aと, 質量 m,の天体Bが,同一平面内で2つの天体の重 心Oのまわりに等速円運動をする場合を考える。天 体A,B以外の天体からの力は無視でき, A, Bの 大きさは,軌道半径に比べて十分に小さく, 天体の 大きさの影響も無視できるとする。天体A, Bの軌 道半径をれ,2, 万有引力定数をGとする。次の文 )に入る適切な式を答えよ。 A 0 B の( 重心0のまわりをまわる2つの天体の円運動の周 期Tは等しい。このTを用いると, 2つの天体の角速度ωは、 w=( ア )である。天 体AB間の万有引力の大きさFは, F=( イ )であり,天体A, Bはこの万有引力を向 心力として円運動をしている。ωを用いると, 天体Aに対して, F=m,X( ゥ)が、 天体Bに対して, F=m;X( エェ )が成立する。 AB間の距離をntrz=rとして, こ れらの式を用いて, 2つの天体の質量の和 m,+maを, 角速度のと天体関の距離r, お よびGを用いて表すと, m,+mz=( オ )が成り立つ。また, (ア)を利用して, 周期T と天体間の距離r, およびGを用いて表すと, m:+ma=( カ )である。(オ)を用い て,天体Aの円運動の速さ、をな,ど, G, mi, m, を用いて表すと, ひュ=( キ)とな る。天体Bの円運動の速さについても, 同様の式を導くことができる。 したがって, 天 体の軌道の観測から,周期Tと天体間の距離ヶがわかると, (ア)から角速度のが, (カ) から天体AとBの質量の和が計算できる。 さらに, 天体A, あるいは天体Bの速さがわ かれば,天体A, およびBの軌道半径と質量も求めることができる。 (近畿大 改)

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解説を読んで(1)(2)までは理解できました。 (3)の加速度うんぬんの話で理解不能です。 運動方程式を立てる時の加速度、時間を求める公式の時の加速度、最終的な答えを導く際の加速度が統一されず分かりにくいです。 わかりやすく解説していただけませんか?

23。《滑車と物体の運動) 天井 滑車Q 糸3 次の設問に答えよ。 (A] 図1のように,質量 mの物体Aと質量5m の物体Bを糸 1で結び,滑車Pにつるす。さらにこの滑車Pと物体Cを糸2 で結び,天井から糸3でつるされた滑車Qにつるす。 (1) 物体 A, 物体Bおよび物体Cを同時に静かにはなしたとき, 物体Aと物体Bは動きだしたが,物体Cは静止したままであ った。物体Cの質量はいくらであったか。数字ならびに m, gの中から必要なものを用いて答えよ。 (B] 次に,図2のように, 物体Aと物体Bを同じ高さに固定し、 図1の物体Cを糸2から取り外す。 その後,糸2の右端を一定 の大きさFの力で鉛直下方に引くと同時に, 物体Aと物体Bを 静かにはなすと,滑車Pは上昇した。物体の運動中に, 滑車ど 滑車P、 うしの接触や物体と滑車の接触は起こらないものとする。 数字 計 ならびに m, g, F, dの中から必要なものを用いて次の設問に 答えよ。 滑車P 糸2 糸1 物体B 物体A一 物体 m 5m 図1 天井 糸3 滑車Q、 0 糸1 物体B- 物体A m 5m (2) 物体Aと物体Bを静かにはなした後の,糸1の張力の大き さはいくらか。 図2 参張フ 3)物体Aと物体Bの高さの差がdになった瞬間の物体Aの速さはいくらか。 [19 九 -O

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物理、単振動の問題です。 解説の (3)K=2k (4)U最大=2×1/2ka² の「2×」 (5)2×1/2kx²+1/2mv²=ka² の「2×」 の意味が分かりません 物理 単振動 ばね

必解や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, このときの物体Pの位置を×座標の原点0とする。物体PをばねAのほうへ原点Oよりaだ 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 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を正の 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および速度かを,等速円運動の角速度ωを用いて A B 00000 p m 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,ω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 x=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 x= 2 -aを通過するまでの時間tを,kとmを用いて表せ。 (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,およびはばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。ただし,w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×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)

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