学年

質問の種類

物理 大学生・専門学校生・社会人

大学古典力学の2質点系の問題です。 この問題の(II)で重心Gに対する相対位置ベクトルとして、解答下線部のようにおいていますが、何故こうなるのですか?分かる方がいましたら教えて下さい。

演習問題 96 2質点系の運動 (I) 右図のように xyz 座標をとる。 長さ 3r の質量の無視できる棒の両端に,それ ぞれ質量 2mmの質点を取り付けたも のが、その重心Gのまわりを一定の角 速度で回転している。 重力はy軸の負voy = の向きに働くものとし、この2質点系の y4 2m cart ro Wo m Vo. vosino- Pox VoCose ス 重心Gを, 原点から、時刻 t = 0 のときに 仰角6 (0<</2)初速度 Do = [Vox, Voy, 0]. (vo=||vo||) で投げ上げるものとする。 このとき、この回転しながら運動する 2質点系について、時刻におけ る (i) 全運動量P, (ii) 全運動エネルギーK, () 全角運動量Lを 求めよ。 また, (iv) この2質点系の位置エネルギーを求め、力学的 ネルギーが保存されることを示せ。 ただし, 2質点系の回転はxy 平面 内で起こるものとし、 空気抵抗は無視する。 ヒント! (i) 全運動量P=PG, (ii) 全運動エネルギーK=KG+K', (i) 全角運動量L=Lc+L' の公式通りに求める。 (iv) 位置エネルギーの基 準を zx平面にとる。 解答&解説 P=Pc=3mUG (ii) 2質 K = (KG ここ KG= 質量 重心 K質重Gがで対 G が, で 対 Vol (速 V01 G Toz こ Vo さ V02 -v=jo =[var-gt+v 以 G (3m) (i) 2質点系の全運動量Pは,全質量 3m が集中したと考えたときの重心Gの運動 量 Pc に等しい。 重心Gには,重力に よる加速度g = [0,-g, 0] が生じるので, その速度UGx成分は, Per PacOS (一定成分は, Voy = - gt+ vosino となる。 t = 0 のとき Poy= Posin より ∴Uc=rc=[vocose, -gt + vasin0, 0] ……① より, P=Pc=3mUc=3m [vocoso, gt + vesin 0, 0] となる。 K 162

解決済み 回答数: 1
理科 中学生

(3)の解説をお願いします 回答にはおもりがばねbを引く力の大きさが2.1Nと書いてあるのですが、なぜ2.1Nになるのかわかりません

32種類のばねA,Bを用いて、ばねののびに関する実験を行った。あとの問いに答えよ。ただし、100gの物体にはたら く重力の大きさをINとしばねや糸の質量は考えないものとする。 実験1 ばねAとばねBのそれぞれについて, ばねに加わる力の大きさとばねののびと 図1 3.0 A ね 2.0 ばねB び 1.0 の関係を調べた。 図1は, その結果をグラフに表したものである。 実験2 質量80gのおもりを2個用いて, 図2の装置をつくり, ばねAののびを測定した。 実験3 質量 70gのおもりを6個用いて, 図3の装置をつくり, ばねBののびを測定した。 実験4 質量 60gのおもりを2個用いて, 図4の装置をつくり, ばねAとばねBののびを 測定した。 ばねののび (cm) 1 2 3 力の大きさ(N) 図2 留め金 ばねA 糸 図3 糸 ばねB 図4 糸 糸 ばねA 糸 滑車 滑車 滑車 80gの 70gの 60gの |水平な台 おもり 水平な台 おもり |水平な台 ばねB おもり 留め金 床 (1) 実験1で、ばねAとばねBののびが同じとき,ばねBに加わる力の大きさは、ばねAに加わる力の大きさの何倍か。 (2)実験2でばねAののびは何cmか。 よ。 ただし、100 1:1=1.6=x とする。 (3)実験3で、ばねBののびは何cmか。 4,2N ばねののび 2cm:3N=mc=4.2 3x8.4 (4)実験4で、ばねAとばねBののびの差は何cmか。 1,2N 向きと20 8 2:3=2=1,2, 3x=2.4 x= 8 本 倍 6 1.4 2.8 0.4 cm cm cm

解決済み 回答数: 1