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物理 大学生・専門学校生・社会人

この問題って、 v=P/M-μkgt ω=P/Mr-μkgt/r であってますか? 間違ってたら、教えて下さい!

【問 4】図のように、水平な地面の上に、質量 77 で半径 の球が静止している。この球の重 心は球の中心とし、この球の中心を通る軸の周りの慣性モーメントは7とする。重力加速度 の大きさは sg、球と地面の間の静止摩擦係数は /。、動摩擦係数は とし、空気抵抗は無視 できるとする。球の中心を x-y 平面内に含むように、水平方向に x 軸、鉛直方向に y 軸を取 る。その後、図のように、x-y 平面内で、球の中心の高さから鉛直方向下向きに距離2 の位 置に、棒の先を突いて水平方向に大きさりの力積を球に与えた。9は0 <9<ヶ7の範囲の或る値である。球の重心速度の x 成分をvと表し、球の重心周りの角速度を 。 と表し、ャの正の向きは図の右向き、。 の正の向きは図の時計回りの向きとす る。棒から球に力を与えている間で、棒が球に与える平均の力の大きさが球が地面から受ける摩擦力の大きさよりはるかに 大きいとすると、棒から球に力を与え始める直前と与え終わった直後の間において、全運動量の変化と、重心周りの全角運 動量の変化を考えることにより、棒から球に力を与え終わった直後の を vp、o を oo として、/7p 一0=アより=ア//7、 7oop 一0=ー/g より の = ーア4/7 が成り立つ。棒が球に力を与え終わった直後の時刻を0 として、時刻r> 0 でのvとoの それぞれを時刻, の関数として求めよ。

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この問題教えて下さい!

【問 4】図のように、水平な地面の上に、質量 77 で半径 の球が静止している。この球の重 心は球の中心とし、この球の中心を通る軸の周りの慣性モーメントは7とする。重力加速度 の大きさは sg、球と地面の間の静止摩擦係数は /。、動摩擦係数は とし、空気抵抗は無視 できるとする。球の中心を x-y 平面内に含むように、水平方向に x 軸、鉛直方向に y 軸を取 る。その後、図のように、x-y 平面内で、球の中心の高さから鉛直方向下向きに距離2 の位 置に、棒の先を突いて水平方向に大きさりの力積を球に与えた。9は0 <9<ヶ7の範囲の或る値である。球の重心速度の x 成分をvと表し、球の重心周りの角速度を 。 と表し、ャの正の向きは図の右向き、。 の正の向きは図の時計回りの向きとす る。棒から球に力を与えている間で、棒が球に与える平均の力の大きさが球が地面から受ける摩擦力の大きさよりはるかに 大きいとすると、棒から球に力を与え始める直前と与え終わった直後の間において、全運動量の変化と、重心周りの全角運 動量の変化を考えることにより、棒から球に力を与え終わった直後の を vp、o を oo として、/7p 一0=アより=ア//7、 7oop 一0=ー/g より の = ーア4/7 が成り立つ。棒が球に力を与え終わった直後の時刻を0 として、時刻r> 0 でのvとoの それぞれを時刻, の関数として求めよ。

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この問題を教えてください!

【問 4】図のように、水平な地面の上に、質量 77 で半径 の球が静止している。この球の重 心は球の中心とし、この球の中心を通る軸の周りの慣性モーメントは7とする。重力加速度 の大きさは sg、球と地面の間の静止摩擦係数は /。、動摩擦係数は とし、空気抵抗は無視 できるとする。球の中心を x-y 平面内に含むように、水平方向に x 軸、鉛直方向に y 軸を取 る。その後、図のように、x-y 平面内で、球の中心の高さから鉛直方向下向きに距離2 の位 置に、棒の先を突いて水平方向に大きさりの力積を球に与えた。9は0 <9<ヶ7の範囲の或る値である。球の重心速度の x 成分をvと表し、球の重心周りの角速度を 。 と表し、ャの正の向きは図の右向き、。 の正の向きは図の時計回りの向きとす る。棒から球に力を与えている間で、棒が球に与える平均の力の大きさが球が地面から受ける摩擦力の大きさよりはるかに 大きいとすると、棒から球に力を与え始める直前と与え終わった直後の間において、全運動量の変化と、重心周りの全角運 動量の変化を考えることにより、棒から球に力を与え終わった直後の を vp、o を oo として、/7p 一0=アより=ア//7、 7oop 一0=ー/g より の = ーア4/7 が成り立つ。棒が球に力を与え終わった直後の時刻を0 として、時刻r> 0 でのvとoの それぞれを時刻, の関数として求めよ。

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よろしくお願いします

仕事とエネルギー、運動量を用いた物体の運動の解法 【間2] ばねでつながれた二物体の運動の運動量の保存と力学的エネルギーの保存則を用いた運動の解法 (参照:演習問題8の問2) 図のようにまさつのない水平な床の上に自然長が,、ばね定数がkxのばねが置かれている。 その両端に質量 とm。の物体1と2を取り付けた。 物体1に右向きに初速。を与えたところ. の物体は床の上をx軸の正の 方向に運動した。 座標系として、水平方向右向きにx軸、鉛直上向きにy軸をとり、原点を = 0における物体1 の位置にとる。 以下の問いに答えなさい。 (物体1、2の位置、速度、加速度のx成分をそれぞれ、x,(り、xs(り、 Yax(り、pzx(ひ)、qix(り、qzx(ひなど1や2の添え字を使用して表しなさい。 ) (1) この運動において、物体1と物体2の運動量の和は不変である。 その理由を運動量の変化と力積の関係を用いて述べなさい。 (2) この運動において、物体1と物体2の運動エネルギーとばねの弾性エネルギーの和は不変である。 以下の記述がその証明となる。 正しい記述となるように次のカッコ( 1 )から( VI )に入れるべき数や式 を答えなさい。 時刻での物体1と2のx座標x。(。)、x。(ひを用いて、時刻でのはねののびを表すと( 1 )となる。よって、物 体1と2の運動方程式の成分はそれぞれ、m。学e中ニ( Tエ )…①、m se思ニ( 反 )…②となる。 e 次に、①式の両辺と。(O) = 字の各辺との積をとると、次のような等式が得られる。 る map(O演ー( m ) x 左辺はps(O CO (tio人(の )…・@と式変形できる。よっ て(aeO) =(T ) x 名.…④ 同様にして、全(apa⑨)=( mm ) x折品…の ③式と④式の各辺の和をとると、 (tp) ao3() ) =( W )…・⑤ ここで時刻Lでのばねのの びを表す関数をXY(ひとおくと、( IV ) はxi(り、xz(ひの代わりにX(りを用いて、( IV )=( V 和書 くことができる。さらに、のひ式と同様な式変形より、( V )x富= ーikX(O )…⑥となる。 @式と@式より、(imaik(O+3moik(0+3kX2(O ) =( Y )…⑦ 物体1と2は床の上を運動するこ とから、ヵ>(0) = poy() = 0 よって、⑦式のカッコの中は物体1と物体2の運動エネルギーとばねの弾性エネ ルギーの和となっており、それの時刻での微分が( VI )となることから、物体1と物体2の運動エネルギーと ばねの弾性エネルギーの和は不変であるといえる。 (3) ばねの長さがもっとも長くなったとき、物体1と物体2の速度はどのような関係になっているか答えなさい。 (4) ばねの長さの最大値/。。。を求めなさい。 (⑮) 演習問題8の問2の解からも/mxを求め、(4)で求めた値と一致することを確認しなさい。

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