志望校の過去問です。解答が掲載されておらず困っています。また、自分なりに解いては見たのですが、合っている自信がありません。解答と解説お願いします。

問2 図に示すように,物体Qをばねで水平に射出して,面 ABC にそって移動させる。 面 AB は十分に長い水平面と斜面をつなげたなめらかな面であり, 面BCはあらい水 平面である。また, 面 BC は面 AB の水平面よりHだけ高い位置にある。このとき, 以下の(1)~(4) に答えよ。 ただし, それぞれの面はなめらかにつながっているものと し,重力加速度の大きさをgとする。 また, 運動の際の空気抵抗は考慮しなくてよい。 Ima A B H 1) ばね定数kの軽いばねには質量mの物体Pが取り付けられており, 質量Mの物体 Qを物体Pに押し付けながらばねを自然長から水平にdだけ縮めた。 その位置で 静かに手を放すと, ばねが自然長に戻った時に物体Qは物体P から離れた。この ときの物体Qの速さを求めよ。 (2) 物体Qが物体Pから離れた後に生じるばねの最大の伸びを求めよ。 (3) 物体Q が面 AB の斜面をすべり上がってB点に到達するために必要な, ばねの縮 みd の最小値を求めよ。 ただし, 物体Qは途中で面AB からはなれることはない ものとする。 (4) 物体Qは面 AB の斜面をすべり上がり, あらい面 BC を距離Lだけ移動し, 停止 した。物体Qと面BC の間の動摩擦係数を求めよ。

（1）なぜ3枚目のように求めてはいけないのですか？

演習 8-2 図のように, ばね ばね定数k) の一端を天井に固定し、他端に小物体(質量 mg だけ伸びたところでつり合った (重力加速度の m) を接続すると, ばねが k 大きさg). ばねが自然長となる小物体の位置を原点として, 鉛直上向きにx軸 を定め, x軸に沿った小物体の運動を考える. 小物体の位置を座標xを用いて表 し、速度をv, 加速度をaと記す. mg の位置から,x=0の位置までゆっくりと運ん (1) 小物体に外力を加え x=- k だ.この間の外力の仕事 W を求めよ. 時刻 t=0にx=0の位置で, 小物体を静かに放した. (2) 運動方程式より k mg - - /h2² ( x + m²) m k ma=-kx-mg となる. 運動を時間追跡し, その結果を用いて, v²をxの 関数として表せ. (3) 運動エネルギーの変化が, 弾性力と重力によってされた 仕事に等しいことを用いて, ぴとxの間の関係式を作れ. (4) 運動エネルギーと弾性エネルギーの和の変化が,重力に よってされた仕事に等しいことを用いて, v2とxの間の関 係式を作れ. (5) 運動エネルギーと弾性エネルギーと重力の位置エネル ギーの和が保存することを用いて, v”とxの間の関係式を 作れ. .. a=- ooooooo 方針 (1)は仕事の計算. 外力を求め, 仕事の定義に従って計算すればよい. 一方で, 外力以外に現れる力は,重力と弾性力のみであるから, エネルギー収支から仕 事を逆算することもできる. (2)以降は,単振動であるから、時間追跡もエネルギーでの扱いもできる. そ こで,演習8-1 と同様に,指示に従って各手順を確認しておく. よって、仕 物体と に

教えてください。 答えは無いです。

B問題 2 次の図のように、 2つのばねの間に質量mの小球を 取り付けた。 2つのばねのばね定数はともにkである。 小球は2つのばねが自然長である状態で取り付け, ば ねの上端と下端はそれぞれ斜面上にある壁に固定し た。 小球から手を離し, つりあいの位置に止まったと きのばねの自然長からの変位xを求めよ。 ただし,重 力加速度の大きさをgとする。 (30点) _IMOW_ 0

連投です よろしくお願いします

-9 29. ばね定数kの軽いばねAと, ばね定数 2kの軽いばねBがあり、この2本のばねの自然長はどち らもLである。 ばねAにおもり C をつるしたとき, ばね A の全長が2L (つまり伸びがL) になっ たところでつりあって静止した。 (1) おもりの質量を求めよ。 (2) ばね B におもりCをつるす。 つりあって静止するときのばねBの全長を求めよ。 (3) ばね A とばねBの下端を軽い棒で並列に接続しておもりCをつるすと, ばね AとBは同じ長 さまで伸びて静止した。 ① ばねAの全長はいくらか。 ② 接続されたばねAとBを1本のばねとみなしたときの, ばね定数の値を求めよ。 (4) おもりCをはさんで、図のように鉛直にばねAとばねBを設置して静止させた。 おもりCの大きさは無視してよい。 ① ばね A の上端からばねBの下端までの長さが2L であるとき, 上側に設置さ れたばねAの全長を求めよ。 ② ばねAの上端からばねB の下端までの長さが3L であるとき、上側に設置さ れたばねAの全長を求めよ。 www.w

写真の図は単振動の動きを段階的に表したものです。 (加速度=a、力=kx、ばね定数=k、物体の質量=m、振幅=x、右向きを正。とおいてます) A…この図の②〜③、④〜⑤(物体が、振動の中心から最大点まで動くとき)の過程において、運動エネルギー？によって加速度aと逆向きに物... 続きを読む

m roo pomo 幅 m = a 2 "F a F 1005² 1° 1 Dom/sz ON 1 TV 運動の法則 (3 4 運動方程式 質量mの物体に力が働くと、物体には加速度 ―この が生じる。 関係を表す運動方程式m=Fこそ力学の根幹をなすものだ。それは運動 の第2法則 (物体の加速度は力に比例し、質量に反比例する) を式で表してい る。まずは1つ1つの文字の意味を詳しく確認しておこう。 ma a=F 注目物体の質量 地面に対する加速度 (kg) [m/s²) ちょっと一言 上式から [N] = [kg・m/s ] と分かる。 15 X 注目物体が受けているカ すべての合力 [N] 注目物体はまわりの物体から力を受け、止まっていたり動いたりする。 だから, 必ず “受けている力”だけを考えることになる。 力はすべて右辺に 集めておく。 dの向きは下の向き, つまり合力の向きに加速度が生じていることにも 注意を払っておこう。 ほとんどの人が上のベクトル式を見ても通り過ぎてし まっているが, とても大切な点だ。 Miss 運動方向(つまり速度の向き) には力が働いていると思っていないかい? 偉大なアリストテレスでさえ誤ったのだからしようがないが、力は速度の向 きじゃなくて, 加速度の向きと一致しているんだ｡ 直線運動ではわかりにく いが, 曲線運動, たとえば放物運動になると, その差が明確になる。重力が 鉛直下向きだから,重力加速度gも下向きになっている。 でも速度の向きは まったく別。 静止の場合は力のつり合い式をつくった。静止は だから運動方程 式より下=① (合力=①) つまり力はつり合っている。 力のつり合いは

芝浦工業大学の2222年度、2月2日の問題です。 (1)から分からないので教えて欲しいです。

1. 以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。 導出過程は示さなくてよい｡ なお, 解答中に分数が現れる場合は既約分数で答えよ。 (A) 図1(a)のように、内側の断面積S の円筒状の容器を水平に設置し, その中に 気密を保ちながらなめらかに動くピストンが付いている。 容器の右側にはコック が取り付けられており, ピストンの右側に大気を入れることができる。 容器の左 内面とピストンの左面の距離をxとする。 容器は壁を介して外部と熱を交換で き, ピストンは熱を通さない。 ピストンと容器の左側の面はばね定数k, 自然長 Lの軽い体積の無視できるばねでつながれている。 ばねは円筒状の容器の左面中 央とビストンの左面中央を結ぶように取り付けられており.たわむことなく水平 方向のみに動くものとする。 また, 容器とばねの熱容量は無視できるものとして 以下の操作 A, 操作B, 操作Cをおこなった。 操作A 容器の左側に単原子分子理想気体を入れ、 右側を真空にしてコックを閉 じたところェ=2Lであった。 操作B 操作Aの後, コックをゆっくり開き大気を容器の右側に取り込み十分に 時間が経過したところ, x= 12/2となった。 操作C 操作Bの後。 図1 (b)のように容器の左側に熱容量および体積が無視でき るヒーターを取り付け、容器の左側内部の気体のみに熱を加えること ができるようにし、さらに容器の右側を除く部分をすき間なく断熱容器 で覆った。 コックを開いた状態で, ヒーターで熱量Qをゆっくりと容 器の左側内部の気体のみに与えたところェ=2Lとなった。 S ・円筒容器 1,00000000 お間ライブ ピストン コック 図1 x 1,00000000 ヒーター 断熱容器 (b) ピストン (イ) 大気の圧力をk, L, Sを用いて求めよ。 (ロ) 操作Cにおいて気体に与えた熱量Qをとを用いて求めよ。 2224500402

(4)(5)について質問です (4) バネが縮んでから、伸びたばねによって押し返されるところを注目するのはなぜですか？(自分はバネに届く前とd2縮んだ場面について考えようとしていました。) なぜ運動方程式で解こうと思うのですか？ エネルギーでは解けないのですか？ (5... 続きを読む

〔8〕 2008 山形 RS 上には,質量Mの台が垂直面 QR に接して置かれていて、台の上面が水平面PQと同一平面 図のように、水平面PQ上に、大きさの無視できる質量mの小物体が置かれている. 水平面 置かれている. ばね 1, ばね2ともにばね定数はkとし, 質量は無視できるとする. また, 水平面 になっている. 水平面 PQ 上にはばね1が, 水平面 RS上にはばね2が, 一端を壁に固定されて と小物体,台の間の摩擦は無視し,重力加速度の大きさをgとする. vo 小物体をばね1の固定されていない端に接触させ,自然長からd, だけ縮めぞ静かに手を離し た。 ばねが自然長に戻ったところで､小物体はばね1から離れ,水平面 PQ 上を右向きに速さ で運動した. Q(1) vo をm, k, d を用いて表せ. その後,小物体は速さで台に乗り移り、同時に台も動きはじめた. 小物体が台上を時間Tの 間に,台に対して距離だけすべった後、 小物体と台は一体となって水平面 RS 上を右向きに一 定の速さ △ (2) T, V をそれぞれ vo, m, M, g, μの中から必要なものを用いて表せ. (3) を vo, m, M,g,μ を用いて表せ. 台は小物体を乗せたまま, 速さ V でばね2の固定されていない端にあたった.台があたる前の ばね2は自然長であった.その後, ばね2は自然長から最大d2だけ縮み,この間, 小物体は台上 をすべらなかった.ここでは、ばね2が自然長からd2だけ縮むまでの運動を考える. 小物体と台 の間の静止摩擦係数を μo とする. (4) ばね2が自然長からæ (0<x< d2) だけ縮んだとき, 小物体と台の間にはたらく静止摩擦力 の大きさを,m, M, k, æ を用いて表せ. (5) ばね2d2だけ縮むまでの間, 小物体が台上をすべらないためには, ばね1の縮みをい くら以下にしなければならないか.m, M, k, g, μo を用いて表せ. ばね 1 100000001 P 小物体と台の間の動摩擦係数をμとする. で運動した。 小物体 a R 台 2 70000000 S

お願いします！

29 29. ばね定数kの軽いばねAと, ばね定数 2kの軽いばねBがあり、この2本のばねの自然長はどち らもんである。 ばねAにおもりCをつるしたとき, ばね A の全長が2L (つまり伸びがL) になっ たところでつりあって静止した。 (1) おもりの質量を求めよ。 (2) ばね B におもりCをつるす。 つりあって静止するときのばねBの全長を求めよ。 (3) ばね A とばねBの下端を軽い棒で並列に接続しておもり Cをつるすと, ばね AとBは同じ長 さまで伸びて静止した。 ① ばねAの全長はいくらか。 ② 接続されたばねAとBを1本のばねとみなしたときの, ばね定数の値を求めよ。 (4) おもり C をはさんで、図のように鉛直にばねAとばねBを設置して静止させた。 おもりCの大きさは無視してよい。 ① ばね A の上端からばねBの下端までの長さが2Lであるとき、上側に設置さ れたばねAの全長を求めよ。 ② ばねAの上端からばねBの下端までの長さが3Lであるとき、上側に設置さ れたばね A の全長を求めよ。 www. B

お願いします！

29 29. ばね定数kの軽いばねAと, ばね定数 2kの軽いばねBがあり、この2本のばねの自然長はどち らもLである。 ばねAにおもりCをつるしたとき, ばね A の全長が2L (つまり伸びがL) になっ たところでつりあって静止した。 (1) おもりの質量を求めよ。 (2) ばね B におもりCをつるす。 つりあって静止するときのばねBの全長を求めよ。 (3) ばね A とばねBの下端を軽い棒で並列に接続しておもり Cをつるすと, ばね AとBは同じ長 さまで伸びて静止した。 ① ばねAの全長はいくらか。 ② 接続されたばねAとBを1本のばねとみなしたときの, ばね定数の値を求めよ。 (4) おもり C をはさんで、図のように鉛直にばねAとばねBを設置して静止させた。 おもりCの大きさは無視してよい。 ① ばね A の上端からばねBの下端までの長さが2Lであるとき、上側に設置さ れたばねAの全長を求めよ。 ② ばねAの上端からばねBの下端までの長さが3Lであるとき、上側に設置さ れたばね A の全長を求めよ。 www. B

(5)を少し変えた問題で、小物体が点OからPまで運動する間に、重力がした仕事と弾性力がしたら仕事の求め方を教えてほしいです🙇‍♂️

II. 図 5-2 のように, ばね定数kの軽いばねの一端を天井に固定し、他端に質量mの小物体を付 けて鉛直につるして静止させた。このときの小物体の位置を点Oとし,重力加速度の大きさをg とする。 26 (201²- 260² kasug S TE 自然長 ing P 図 5-2 T 1 1 1 1 1 1 Ik qa². ='ha ² 2k40²- žlhaz IS 1 2 kaz Elaz O (3) 点0の位置のばねの自然長からの伸びをaとする。 a を m, k, gで表せ。 うに うに うに 次に, 小物体に手で力を加えて点Oから4だけ下の点P まで引き下げた後に, 点P で静かに手 を放した。 以下の問いでは, 立式にaを用いてもよいが、 最後の答えはm, k, g から必要な文字 学的エネルギーの変化 を用いて表せ。 小物体を点OからPまで引き下げる間に手がした仕事を求めよ。 (5) 小物体が点Pから0まで運動する間に,重力がした仕事と弾性力がした仕事を求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて, 小物体が点Oを通過する瞬間の速さを求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて、 小物体が達する最高点におけるばねの自然長か らの伸び (縮み) を求めよ。