写真の図は、台Qが固定されていない状態で、Q上でPを転がしている運動を表した図です。 質問なのですが、①なぜ、QはPと逆向きに動くのですか？ ②Qと床の間に摩擦がある場合、PQ間で運動量保存則は成り立ちますか？理由もおねがいします

右図の場合, 床が滑らかだと, Pが滑り降りる と同時にQも動くが, 水平方向は外力がないの で,運動量は水平方向のみ保存する。鉛直方向は 重力があるのでダメ。 VI 運動量 P 61

なぜこれはv0tがないのですか？ そしてなぜ加速度が−になってるんですか【1番聞きたいこと】 またこの連立方程式を絵で分かりやすくして教えてくれたら嬉しいです。

Step 3 ◆ 解答編 0.59~63 34 必解 117 材木への弾丸の打ち込み 右図のように、水平でなめ らかな床の上に,質量 M〔kg〕の材木が静止している。この 対して止した。 このとき, 弾丸と材木との間にはたらく水平方向の力の大きさは、 材木に水平方向に質量 m[kg] の弾丸を速さv[m/s]で打ち 込んだとこころ弾丸はある深さだけ材木にくい込み、材木に m v でF[N] であった。この現象については,重力の影響は考えなくてよいものとする。 (1) 弾丸が材木に対して静止したときの床から見た材木の速さはいくらな 弾丸が材木にくい込み始めてから材木に対して静止するまでの間に, 力積の大きさはいくらか。 119 空中での分裂 空止 MOR LESOTH 08.0 弾丸が材本にくい込み始めてから材木に対して静止するまでの時間は (4弾丸が材木にくい込んだ深さはいくらか。 30 A hot 118 ボートから飛び出す人 静水面上を質量 50kgの人が乗ったボートが3.0m/s 速さで動いている。 ボートの後方に向かって人が飛び出したため, ボートの水面に対 る速さは 4.0m/s になった。また, 飛び出した人の速さは人が飛び出した後のボート ら見て 6.0m/sであった。 飛び出した人の水面に対する速さと, ボートの質量はいく か。 ただし、水の抵抗は無視できるものとする。 らか｡ 角 必解

⑵ですが力学的エネルギーの和が保存する理由が分かりません。教えていただけるとありがたいです。

基礎問 22 エネルギーと運動量の保存I 次の文章の空欄に適当な式または数値を記入し、 (4) は語句を選び答えよ。 図のように、なめらかな水平面上に質量mの物 A 物理 B 体Aと質量M(M> m) の物体Bがあり, Bにはばね定数kの軽いばねが取 り付けてある。物体 A,Bは一直線上にある。 いま、静止している物体Bに 向かって物体Aを速さ”でばねに衝突させた。 衝突後,物体Aがばねと接触している間に, A,Bの速度が等しくなる瞬 間がある。 このとき物体A,Bは速さ (1) で運動し, ばねは最も縮んで おり、ばねは位置エネルギー (2) を蓄えている。 物体Aがばねに衝突してからばねを離れるまでの過程をA,Bの直接の衝 突と考えると、この過程は反発係数eが (3) の衝突に相当する。 物体A がばねから離れるとき,Aは図の(4) {右向き, 左向き}の向きに, 速さ (5) で運動する。 (福岡大)

⑵ですが力学的エネルギーの和が保存する理由が分かりません。教えていただけるとありがたいです。

(1) の結果より, 1 mV² + + +MV² + U=\/\mv² 1 2 12/2(M+m)(M)+U-12mm v) ² = mv ² DIN 2 11/12m -mv² V MAO = よって, U= @mv² V mmmmm Mmv² 2(M+m) MV V 【参考】 ばねの縮みの最大値をMAX とすると, Mmv² 12/2k.IMAX2 よって, 2(M+m) 着眼点 (完全) 弾性衝突 (反発係数e=1) では,衝突直前、直後で､ 力学的エネル ギーが保存される。 Mm MAX=√(M+m) k ©Disney 保存されるので Bの

この宇宙船Sに対するエンジンEの相対的な速さがuなのは、具体的には、エンジンEを後方に分離したから、向きの情報も加えると、-uと表せられるのですか？ 教えてください。

186. ロケットの分離 質量mの宇宙船Sと, ロケットエン ジンEが結合したロケットがある。 エンジンEの燃焼が終了 したとき その質量はMになり, ロケットの速度はVになっ た。このとき,ロケットはエンジンEを後方に分離し、分 離 後の宇宙船Sに対するエンジンEの相対的な速さはμであった。 分離後の宇宙船Sの速 相対速 ES M m E VE S V Vs

この問題が解説読んでもわかりません なぜ⑤ではダメなのでしょうか

さらに,Bさんは、図4のように、質量がMで、仰角が0である斜面をもつ三 角台と,質量 m の小物体を用意し,以下の【実験2】を行った。 mglsin=12/21w28/1/2mv2 0 E m 小物体 Usint. M $250 三角台 図 4 V₁ + V = 0 mu + MV = 0 [④] 【実験2】 三角台を水平な床に置いて手で支え, 三角台の斜面上に小物体を静止さ せる。 小物体と三角台から同時に手を放したところ, これらは運動を始め いた。 0= max MX Coso 物理 床 小物体が斜面上を、斜面に沿った向きに長さℓだけすべりおりたときの小物体の 三角台に対する速さはvであった。 床に平行で,図4の右向きを正として軸を, 床に垂直で図4の鉛直上向きを正としてy軸をおき,床に対する小物体の速度の , 成分をそれぞれひとし, 床に対する三角台の速度をVとする。 ただし,速 度の水平成分は図4の右向きを正とし, vx > 0, vy < 0, V<0である。 また, 重 力加速度の大きさをgとし,空気の抵抗とすべての摩擦を無視する。 問4 【実験2】において, 小物体が斜面をすべりおりる前後で運動量保存則が成り 立つことを用いて得られる関係式として正しいものを、次の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 12 v cose + V = 0 mucose + MV = 0 - 15 - ③ mux + MV = 0 ⑥muy = 0

(2)の解答の赤く囲んだところがよく分かりません…

実戦 基礎問 可動台上の物体の運動 次の文中の 図に示すように、 傾き角0の斜面をもつ質 量Mの三角台を水平面上に置いた。 三角台 は固定されておらず, 水平面上を自由に動く ことができる。 静止している三角台の斜面上で,質量mの小物体を静かに放して滑らせ 24 ひ 小物体m 52 ] に適する式または語句を記入せよ。 た。 水平面および三角台の斜面はなめらかであるとし,重力加速度の大きさ をgとする 小物体が斜面上で高さんだけ滑り降りたとき, 小物体の三角台に対する相 対速度の大きさをv, 三角台の水平右向きの速さを Vとすると, この過程で (1)で,運動エネルギーの増加量は (2) (2) が成り立つ。 の位置エネルギーの減少量は (1) である。 力学的エネルギー保存の法則より、 また、水平方向では外力が働かないから, 水平方向の (3) (4) = 0 が成り立つ。 る。 これより, が保存され 3230 M=m とすると,これらの式より, vを sin0, g, h を用いて表すと (5) となる。 (岡山大) 斜面 三角台 M 13 ●観測者と保存則 加速度運動をする観測者から見ると,運動 の法則が成り立たないことを学んだ(→参照 p.26)。 精講 力学的エネルギー保存の法則および運動量保存の法則はともに、この運動の 法則に基づいて導かれたものである(→参照 p.36~45)。 したがって,加速度 運動をする観測者から見ると,これらの保存則も成り立たない。 14-15 2つの保存則が成り立つのは,原則的に、地上で静止している観測者および 等速度運動している観測者から見た場合である。これらの観測者(座標系)を慣 性系という。 Point 19 力学的エネルギー保存の法則, 運動量保存の法則 慣性系で成り立つ 解説 (1) (2) 小物体の台に きさはそれぞれ 平面に対する小 鉛直方向下向き 電話 保存則は地面に対する速度で立てる。 (月) V はじめ、系の運 題意より, V (3) 系に働く (4) (3)より, 1 mgh=12 0=mvx (5) M=mを ④式よ 02/12/20 ²2 (1) (3)

波線部、なぜ-p'なのですか？（p’だと思いました。）

は徴 440 核反応の起こらない衝突 静止していた窒素原子核 YAN に中性子 in を正面衝突させたところ ( は1.0×10-kg・m/s の運動量ではね飛ばされた。衝突前の in の運動量の大きさ p [kg・m/s] を求めよ。 ただし, 1u=1.7×10-27 kgとし, 原子 核の質量を統一原子質量単位で表したものは,ほぼ質量数に等 しいとせよ。 n NE N p'n N T* また, 衝突させたのが中性子でなく, y線の場合, 衝突前のy線の運動量の大きさ p[kg・m/s] を求めよ。 ただし, 真空中の光速を3.0×10°m/s とする。 Chanter

なぜ（3）では、衝突直後の運動エネルギーが弾性力による位置エネルギーと等しくなるのですか？ 教えてください🙏

193. 合体とエネルギー図のように, なめらかな水平 面上に, ばね定数kのばねにつながれた質量Mの物体 が置かれており, ばねは壁に固定されている。 そこに, 質量mの弾丸が右向きに飛んできて, 速さ。 で物体に 衝突し,一体となって運動してばねを押し縮めた。 衝突は瞬間的におこったとする。 (1) 一体となった直後の物体と弾丸の速さを求めよ。 0.081 (2) 衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。 (3) 衝突後, ばねは最大どれだけ縮むか。 m Vo M k 00000 例題24

全く分からないので解説してもらいたいです よろしくお願いします

7 運動の法則と保存則 (4) 半径R [m]の円板Sが地面に固定されている水 平な台の上に置かれている。 図のように, 円板S の縁の点Pから,質量 m[kg〕の小球Aを速さ vo [m/s]でSの中心0に向かってS上を滑らせる。 円板Sの表面はなめらかであるとして, 以下の問 いに答えよ。 中心0に質量 m[kg] の小球Bを置き, 小球AをBに向かって滑らせ ると, AはBに衝突した。 衝突後の小球AおよびBの運動方向は,Aの 入射方向に対して, それぞれ角度 61 [rad〕, O2 [rad] をなし, 速さはひ [m/s], v2 [m/s] となった。 運動量を小球Aの入射方向と,それに垂直 な方向とに分解して考えると, それぞれの方向に対して運動量保存の法 則が成立する。 (1) 入射方向に対する運動量保存の法則を, m, A1,A2, Vo, V1, v2を 用いて書け。 (2) 入射方向に垂直な方向に対する運動量保存の法則をm, 1,02, ひ1, v2を用いて書け。 衝突は完全弾性衝突とする。 この場合には,力学的エネルギー保存の 法則が成立する。 (3) 力学的エネルギー保存の法則を m, Vo, V1, v2 を用いて書げ。 < (4) 衝突後における両小球の進行方向の間の角度 61 + O2 を求めよ。 必 要ならば、次の公式を用いよ。 sin(α+β)=sina cosβ + cosa sinβ cos(α+β)=cosa cos β-sina sinβ AP Vo A B B1 0₂ V2 (玉川大)