v0の範囲が1/2mv0^2≦mg'lになる理由がわかりません

を求 52 斜面上での非等速円運動 図のように、水平面と30°の角をなすなめらかな 斜面があり、長さの軽くて伸び縮みしない糸の一 端を点に固定し,他端に質量mの小球をつけた ところ,小球は点Aで静止した。 この小球に,斜 面に沿った水平方向の初速を与える。重力加速 度の大きさを とする。 m 30° Vo (1) 小球が点Aで静止しているときの糸の張力の大きさ TA を求めよ。 (2)小球に点Aで初速を与えた直後の糸の張力の大きさ TA' を求めよ。 (3) 線分 OA と糸がなす角を反時計回りを正として0とする。 角0だけ回転した 点Pを小球が通過するときの,小球の速さ”と糸の張力の大きさTをそれぞれ求 めよ。 (4) vo がある条件を満たすとき, 小球は001 (0° < 8 90°) となる点で折り返 した。このとき, vo が満たすべき条件を求めよ。 また, cos01 と,001 での糸の 張力の大きさ T を求めよ。 (5) 小球が円を描いて一周できるための の条件を求めよ。 (6)がある条件を満たすとき,小球は002 90° <180°)となる点で円軌 道から外れた。 このとき, v が満たすべき条件を求めよ。 また, cos O2 を求めよ。

問3が全く分かりません

=47 7月14日 (月) 第2問 】 直線上を質量 mの小球 A と質量 M の特殊な台車 B が, それぞれ速度 1 速度v2(v1v2) で図の右向きに運動している.ここで右向きを正の向きと する. 速度 1 質量 M 速度 11 質量 m B A 小球Aは台車 Bに追いつき, 台車 B に取り付けてある斜面を滑らかに登り始め た.高さ ん まで登ったところで, 小球Aはそれ以上登らなくなった. その瞬間, 小球Aを高さんで支える留め具が台車Bから飛び出し, 小球Aは高さんで台 車B に固定されて一体となって速度 v3 で運動し始めた. 床面と小球,台車の 間の摩擦力,および台車に取り付けてある斜面と小球の間の摩擦力は無視でき るとし,鉛直下向きの重力加速度を g として次の問いに答えなさい. 速度 13 高さん AとB 問1. 水平方向では,小球Aと台車 B に対して外力がはたらいていないため, 運動量は保存している. しかし運動エネルギーは保存しない. 失われた運動エネ ルギーの大きさを質量 m と M, および速度 11 12 を用いて答えなさい. k- k' CM m+M

2番のイ についてですが、解き方によってはvとVの符号が客になってしまいませんか？ 運動の様子を考えれば答えが正しいことはわかるのですが…

力学 27 32 (1) 点Aでの位置エネルギーmgh が (点B では運動エネルギーに変わ り.) BC間で摩擦熱に変わっているので mgh=μmg.l ∴.μ= =7 (2) (ア) 水平方向には外力が働かないので,水平方向については運動量保存則が 成りたつ。 0 = mv+MV ... ① 全運動量が0なので、Pが右へ動けば (p>0), 台は必ず左へ動く (V<0)。 摩擦がないので、 物体系について力学的エネルギー保存則が成りたつ。 失っ たのはPの位置エネルギーで, 現れたのがPと台の運動エネルギーだから mgh-1/2 mu+1/2 MV・・・② = …② これを②へ代入すれば 2 Mah m+M m (イ) ①より V= M | mgh = ½}{ mv²(1+ m M また, v= § V=-mu-m M 2gh M(m + M) 0. A B C 台 M 床 32 質量 Mの台が水平な床上に置か れている。この台の上面では、摩擦 がない曲面と摩擦がある水平面が点 Bで滑らかにつながっている。 台の 水平面から高さんにある面上の点Aに質量mの小物体Pを置き,静 かに放す。 重力加速度とする。 (1) 台が床に固定されているとき. Pは点Bまで滑り落ちたのち、点 Bから距離だけ離れた点Cで止まった。 BC間の水平面とPの間 の動摩擦係数はいくらか。 B (2)次に,台が床の上で摩擦なく自由に動くことができるようにした。 台が静止した状態で,点AからPを静かに放した。Pが台上の点 に達したときのPの床に対する速度を 台の床に対する速度をV とする。 ただし、 速度は右向きを正とする。 (ア)このとき, v と Vが満たすべき関係式を2つ書け。 (イ)とV を求め, それぞれん, m, M. g で表せ。 Pは点を 時音の味に 台に対して停止した。 この 46616

⑶のmgcosθ＝mv^2/rの部分でなぜ向心力はmgcosθとなるのでしょうか、できれば図で教えていただけると幸いです。

練習 10 図のように, なめらかな斜面と半径r のな P1 めらかな半円筒面が点Aでなめらかにつなが っている。重力加速度の大きさをg とする。 h1 〔I〕 質量 m の小球を, 点Aからの高さ1 の斜面上の点P1で静かにはなしたところ, 小 球は面にそって運動し, 最高点Bを通過した。 (1)点 B を通過するときの小球の速さを求めよ。 (2) 点B を通過するために, h1 が満たすべき条件を求めよ。 BO 〔Ⅱ〕質量 m の小球を,点Aからの高さん2 の斜面上の点P2で静かにはなしたところ, 小球は面にそって運動し, 半円筒の途中の点 Cで面を離れた。 <BOC=0 とする。 (3) このときの cose を求めよ。 B P2 h2 [Ⅲ〕 質量 m の小球を, 点Aからの高さん の斜面上の点P3で静かにはなしたところ, 小球は面にそって運動し, 半円筒の途中の 1 Cos / BOD = 2 となる点Dで面を離れ, 点 A に落下した。 (4) 点Dで面を離れた小球が点Aに落下す るのは cos BOD = 2 となる点のみであ ることを示せ。 h3 A B A

解説読んでもわからなかったので教えてください

67.保存力以外の力の仕事 図のように,床と斜面がつながれてい る。床のAB間はあらいが,他ばなめらかである。 床の一部分にばね定数 kのばねをつけ, 一端に質量mの物体を押しあてて ばねを縮めた。 AB間の物体と床との間の動摩擦係数をμ'距離を S, 重力加速度の大き 00000 さをg とする。 (1) ばねを解放したとき, 物体が点Aに達する直前の速さ A を求めよ。 (2) 物体は点B を通過後, 斜面を上り, 最高点Cに達した。 Cの床からの高さんを求めよ。 A B 例題 26 h

なぜ力学的エネルギー保存則の式を立てるのかがわかりませんでした

65. 力学的エネルギーの保存 ばね定数1.0×102Nmのばねの一端を固定 してなめらかな水平面上に置き、他端に質量 0.25kgの物体を押しつけ, ばねを 0.20mだけ縮めて手をはなした。 ばねが自然の長さになったときの物体の速 さ [v] [m/s] を求めよ。 t ・自然の長さ 10000 例題 25 6' る I k A 0.20m→ (1

物体A、物体Bを系とした時に、弾性エネルギーって働くんですか？多分ない力の打ち消し合いとごっちゃになってるのでどなたか教えて欲しいです。

30* 質量 2m[kg] の物体Aと質 量m[kg] の物体Bとがあり, Aにはばね定数k [N/m〕 の軽 いばねがつけられ, このばねを 2m V m 壁 A 000000000 B 自然長より縮めた状態に保つため,BはAと糸で結ばれている。Aと Bは滑らかな水平床上を右方向へ速さ [m/s] で動いている。 ある点 で糸が急に切れ,まもなくAは静止した。 一方, B はばねから離れて, 右方へ動き,壁と弾性衝突をして左へ戻り,Aのばねに接触した。重力 加速度をg [m/s] とする。 (1) 糸が切れ, ばねから離れたときのBの速さはいくらか。 (2) はじめのばねの縮みはいくらであったか。 (3) 壁との衝突の際, B が壁に与えた力積の大きさはいくらか。 (4) B とばねが接触した後, ばねが最も縮んだときのBの速さはいく らか。 (5)B とばねが接触した後, Bがばねから離れたときのAの速さはい くらか。 (6) 前問において,ばねから離れたBは図の左右どちらへ動くか。 (東洋大 図

(1)ばねが最大限に縮んだときの速さイメージで0m/sなのですが違いますか？(1)が問題として成り立つのが理解できません

チェック問題 3 ばねの力を介した2物体の運動 なめらかな床の上に置かれた質 量Mでばね定数kの軽いばねが 8分 ついた物体Aに,質量mの物体B が速度v で近づいている。 k 〒00000000M B (1) ばねが最大に縮んだときの2 物体の速さを求めよ。 (2)ばねの最大の縮みd を,m, M, k, vo を用いて求めよ。 解説 (1) ばねが縮むと, Aは押され 後 て動き出し、 速くなっていく。 一方, Bはだんだんと遅くなる。 やがて ば ねが最大に縮むところで, 相対速度が 0になってAとBは床から見て同じ速 度 ひ になる。 最大の縮みd V₁ B-00000- A 相対速度0で 摩擦熱なし 同じ速度! じゃあ、このとき,AとB全体に着目して成立する保存則は何かな? ・外力はないから, AとB全体の運動量は保存し, そして, あ! 摩擦熱が発生しないから、全力学的エネルギーも保存するぞ! そうだ。まずAとB全体としての <運動量保存則》 で. moo+Mx0=mv+Moi よって, 01= m m+M (2)次はAとB全体としての《力学的エネルギー保存則》で、 mvo2 = mv mo²+ 2 2 11 Mo₁² + 1½ ½ kd² ±7. d = √1mv² - (m + M)v,²{ mM k(m + M) × Vo 045 ①より

（2）がなぜアになるのか解説お願いします。

図1、図2のような2つのコースをつくり,次の実験を行った。 なお, 2つのコースの水平面に しゃめん かたむ はな 対する斜面の傾きはすべて同じである。 また, 小球はコース面から離れることなく, なめらかに運動 まさつ し, 小球にはたらく摩擦や空気の抵抗は無視できるものとして, あとの問いに答えなさい。 〔福井県〕 [実験] 図1と図2のコースでAに小球を 図1 小球 置き,静かに手をはなしたときの小球の運 ひかく \A 80cm 動について比較した。 (1) 図1と図2のコースで,Gにおける小球 高 60cm さ40cm 20cm 0cm B C D 20cm E F100cm -0cm のそれぞれの速さを比較すると,どのよう 200cm になっているか。 次から選び, 記号で答え 図2 小球 よ。 80cm- \A ア図1のコースの方が速い。 高さ D イ図2のコースの方が速い。 20cm G -20cm ウ 図1と図2のコースは同じ速さになる。 .0cm (2) 思考力図と図2のそれぞれのコースについて, Aに小球を置き, 静かに手をはなしてからG に到達するまでの時間を比較すると, どのようになっているか。 次から選び, 記号で答えよ。 0cm 200cm F 100cm ア図1のコースの方が短い。 イ図2のコースの方が短い。 ウ 図1と図2のコースは同じ時間になる。

(2)についてです。 (1)で半径3Rの等速円運動の遠心力と万有引力の釣り合いで求まるのは分かるのですが、 Q.遠心力＞万有引力となれば、引力圏から脱出するのではないか？ と考えてしまいます。(実際はエネルギーで解く) 力学的エネルギーが0になる方法も理解はできるのですが、... 続きを読む

44 万有引力 地球の質量を M. 半径を R, 万有 引力定数をGとし、大気の影響は無 視する。 A B R Q 2R P 1 地上2R の円軌道 A上を探査機 を積んだスペースシャトルが回 っている。 その速さと周期を求め よ。 M (2 (2)図の点P で, シャトルから探査 機を前方へ打ち出し, 地球の引力圏から脱出させたい。 そのために 必要な探査機の速さを求めよ。 (3)探査機を打ち出し, 減速したシャトルを楕円軌道B にのせ、地表 回収したい 占でのシャトルの速さを求め上