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物理 高校生

この問題の4だけお願いします 答え,-T-mg

せ。 , 2 。 [北海道大〕 54. くたてばねによる単振動〉 図のように, なめらかで十分長い直線状の棒 OP を鉛直に立てて 端を水平な床に固定した。 この棒に,同じ質量mの穴の開いた小さ い物体A, B を通した。 物体Aには, ばね定数kの軽いばねをつけ, ばねの他端は棒の端に固定した。 ばねは OP 方向のみに伸縮し, 棒 と物体A,Bの間に摩擦はないものとする。 さらに, 物体Aのばねと は反対側に質量と厚さの無視できる接着剤で物体Bを接着した。 物体 A,Bが押しあうときは物体AとBは離れないが, 引きあうときは引きあう力の大きさが接 床 x=0+ P Telle [00000] 物体B -接着剤 ・物体 A 着剤の接着力以上になると物体AとBは離れる。重力加速度の大きさをgとする。 初めに, ばねはその自然の長さからdだけ縮んで, 物体 A, B はつりあいの位置に静止し ていた。 図のように,このつりあいの位置を x=0 とし,鉛直上向きを正とするx軸をとる。 (1) 自然の長さからのばねの縮みd を,m, kg を用いて表せ。 まず, 接着剤の接着力が十分大きく, 物体AとBが離れない場合を考える。 物体Bをつりあ いの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体AとBは一体のまま上下に振動した。 (2) この振動の周期を, m, kを用いて表せ。 (3) この振動をしているときの物体A, B の速さの最大値を, m, k, b を用いて表せ。 物体AとBが一体のまま運動しているときの両物体の位置の座標をxとする。 また,物体 Aが物体Bから受ける力をTとし, x軸の正の向きをTの正の向きとする。 つまり, Tが 正のときは物体AとBは引きあっているが, Tが負のときは押しあっていることになる。 (4) このとき, 物体Bにはたらく力を, m, g, T を用いて表せ。 x軸の正の向きを物体Bには たらく力の正の向きとすること。 (5) 物体 A, B の運動方程式を考えることで,Tを, m, k, g, x を用いて表せ。 020 (6) T をxの関数として, -3d≦x≦3d の範囲でグラフに描け。 ただし, ここでは6>3d とする。 次に, 接着剤の接着力が小さく, 物体A,B間の引きあう力の大きさがmg以上になると, 物体AとBは離れる場合を考える。 ただし, 離れる瞬間の前後で,物体AとBの運動エネル ギーや, ばねの弾性エネルギーは変化しないものとする。 2246 物体Bをつりあいの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体Bは運動の途中 で物体Aから離れた。 (7) 運動の途中で物体Bが物体Aから離れるためには,bはある値6 以上でなければならな い。 bı を, m, k, g を用いて表せ。 (8) 物体Bが物体Aから離れた瞬間の物体Bの速さを, m, k, g, b を用いて表せ。 [22 千葉大 ]

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物理 高校生

物理の力学の問題です問4がどうしてもわかりません。わかる人いたら教えてください

56 STEP 3 模試問題にチャレンジ 図1のように、なめらかな床面上の点Oを原点として水平右向きにx軸をとり, 鉛直上 突してはねかえり、さらに次の最高点Cを経て床面上の点Dに衝突した。 小球と床面の間 向きに軸をとる。 質量mの小球を, 原点Oから速さv, x軸となす角0で斜め上方に打 ち出したところ, 小球は最高点Aを経て, 床面上の点Bに速さv, x軸となす角度0で 床面の衝突は瞬間的であるとする。 また, 小球の速度の成分は水平右向きを正, 速度の の反発係数 (はねかえり係数) をeとする。 小球は xy平面内を運動するものとし、小球と 成分は鉛直上向きを正とする。 (20点) YA 小球日 mo O A (衝突直前の速度) 図 1 (3年7月記述改題) 床面 必ず 正解問1点Bに衝突する直前の小球の速度の成分, y成分はそれぞれいくらか。 (各2点 計4点) 問2点Bに衝突した直後の小球の速度の成分、成分はそれぞれいくらか。 (各3点 計6点) 問3点Bでの衝突において, 小球が受けた力積の大きさはいくらか。 ( 5点) 問4点Cの床面からの高さが点Aの床面からの高さの2倍であったとするとき, BD間 の距離は OB 間の距離の何倍になるか。 eを用いずに, 分数(根号を用いてもよい)で 答えよ。 (5点) なめらかな面に対して斜めに衝突してはねかえる小球の運動を考えるときには,面に垂直 直な方向の成分を用いて反発係数の式をつくるんだ。 速度の面に平行な方向の成分は衝 な方向の運動と平行な方向の運動に分けて考えるよ。 衝突直前と衝突直後の速度の面に の前後で変わらないからね。

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物理 高校生

この物理の問題が回答見ても分かりません。解説お願いします

例題 発展例題5 斜面への斜方投射 物理 図のように、傾斜角 9の斜面上の点Oから, 斜面と垂直な 向きに小球を初速 で投げ出したところ, 小球は斜面上の 点Pに落下した。重力加速度の大きさをg として,次の各問 に答えよ。 ■ 指針 重力加速度を斜面に平行な方向と垂 直な方向に分解する。 このとき、各方向における 小球の運動は,重力加速度の成分を加速度とする 等加速度直線運動となる。 解説 (1) 斜面に平行な方向 にx軸、垂直な方向に y軸をとる (図)。重力 加速度のx成分,y成 分は,それぞれ次のよ うに表される。 (1) 小球を投げ出してから、斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 (2) OP 間の距離を求めよ。 y -gcoso をちとして,「y=vot- X gsino x 成分 : gsin y成分:-gcose y方向の運動に着目する。 小球が斜面から最も はなれるとき, y方向の速度成分vy が 0 となる。 求める時間をとすると,「vy = vo-gcoset」 の式から, Vo 0=v-gcoso・t t₁ = − g cose (2) Pはy=0 の点であり, 落下するまでの時間 1 ngcose・t2」の式から, 0= Votz-19 cos0 t2² 2 0=1₂ (vog cose-t₂) 200 gcoso た0から, ら, OP間の距離xは, t₂ = x 方向の運動に着目すると,x= xC x= = ◆発展問題 48,5 Vo =1/29sin0t'=1/12g sine. (02060 gcose 発展問題 2v, ² tane gcoso 29 sino. 12 Point 方向の等加速度直線運動は、 # し地点の前後で対称である。 y=0から1 の最高点に達するまでの時間と、最高点 びy=0 に達するまでの時間は等しく、 t=2t, としてを求めることもできる。

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