なぜ、この問題において運動量保存の法則が使えるのですか？ 詳しく説明教えてください！

104 図のように長さの糸に結ばれた質 2 量mの小球Aが水平面から高さしの 位置にあり、点〇の真下の水平面上には質 量mの小球が静止している。小球Aを 初速度0で静かにはなし 小球Bと衝突さ せる。重力加速度の大きさを」とする。 (1) AとBが完全弾性衝突をするとき,衝 突直後のAとBの速さを求めよ。 着目!「完全弾性衝突」とは,は ねかえり係数が1の場合です (e=1) (図5-13)。10で当たって、10ではね かえってくるということです。 一方、「完全非弾性衝突」は、はね かえり係数が0という意味です(e= 図5-14) つまり はねかえって こないということですね。 物体が壁に 当たって、くっついて離れない状況を イメージしてください。 では解いてみ ましょう。 A (m) (2) AとBが完全非弾性衝突をするとき, AとBは一体となって振り 子運動をする。AとBは水平面からどれだけの高さまで上がるか。 (3)(2)の場合に,衝突によって失われた力学的エネルギーはいくらか。 橋元流で。 解く! 完全弾性衝突とは はねかえり係数=1 10 10 15-12 完全非弾性衝突とは はねかえり係数= 0 ベチャ! 図5-13 END 準備 小球Aは 円運動をしながら落ち, 最 下点で小球Bに当たりま す。 そのときの速さを求めましょう。 円運動の解きかたについては,第7講 で詳しくやりますので、いまは力学的エネルギー保存則が使えるというこ とだけ知っておいてください。 【P.136】 END 図5-1-

44の(1)の力学的エネルギーが0Jになる理由が分かりません。お願いします。

なめらかな水平面上に,等しい質 44. さまざまな衝突 量m[kg] の小球A,Bがある。 Aが速さv[m/s]で等速 直線運動をして, 静止しているBに正面衝突をした。 反 発係数eが､次の(1)~(3) の場合, 衝突後のA,Bの速さと, 衝突のときの力学的 ギーの変化量をそれぞれ求めよ。 (1) e = 1 (2) e=1/1/3 45 (3) _e=0 A m V m

写真の問題についてですが、図のQ以降は台が水平だから、小物体と台の運動は水平方向だから、水平成分の外力が0なら、運動量保存が成り立ちますが、小物体がQより前にあるとき、 小物体は台の曲面に沿って運動している。つまり運動の成分は水平成分だけではないと思うのですが、なぜ、赤線部... 続きを読む

29 運動量保存の法則 ③ 図のように、質量Mの台が水平な床の上に置かれている。 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Qでなめらかにつながっている。 台の水平面から高さ にある面上の点Pに質量mの小物体を置き 静かに放す。ただし、空気による抵抗は なく、重力加速度の大きさをgとする。 < 2004年 本試> h P 小物体(質量m) 台 (質量M) 床 R 問3 問2と同様に台が床の上で摩擦なく自由に動く場合, 小物体は, 点Qを通り過ぎ たのち, 点Qからある距離だけ離れた位置で台に対して停止した。 この時点における 台の床に対する運動はどうなるか。 正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 ① 小物体が停止しても,台は動くが, その進む方向は点Pの高さんによって決まる。 ② 小物体と台の間の摩擦力により, 小物体が停止しても台は右向きに進む。 ③ 小物体が曲面を下っている間は,台は小物体と反対方向に進むので, 小物体が停 止しても、慣性の法則により台は左向きに進む。 ④ 小物体と台をあわせた全体には水平方向に外力がはたらかないため,運動量保存 の法則により, 小物体が停止すると台も停止する。 X△ 問3台と小物体の系には水平方向に外力がはたらかないから, 運動のすべての局面で 運動量保存の法則が成り立つ。 小物体が台に対して静止し, 小物体と台が一体となっ て運動するときの速度を V' とすると, 運動量保存の法則より、 Palak' su 0=(m+M)V' よって, V'=0 したがって, ④ が正しい。 SHETA LAIT W 31

(3)の問題なんですが、最後に2をかけている理由が分かりません。どなたか教えてください🙏お願いいたします。

摩擦のない水平面上を速さで進んでい 33. と 質量mの物体を打ち、その進行方向を変える。 (1) 進んできた向きから120°の向きに力を加えて打ったと ころ、図のように、物体は60° だけ向きを変えて進んだ。 打った後の速度の大きさを, vを用いて表せ。 加えた力 の向き 120% 60 打つ前 (1)で加えた力積の大きさを, m, vを用いて表せ。 (2) (3) 速さで進んできた物体を, 速さは変えずに進んできた向きから120°の向きに進 ませたい。このとき加える力積の大きさを, m, vを用いて表せ。 また, その向きも求 めよ。 →例題6 ヒント (1) 打った後の運動量ベクトルは,最初の運動量と力積のベクトルを合成して得られる。 ンE たと Us. 3 39

力学的エネルギー保存の法則について質問があります。 下のような問題で使ってあるのですが、力学的エネルギー保存の法則は運動エネルギーと位置エネルギーの和と書いてあります。しかし、運動エネルギーしか考えてない時がよくあります。どういうことですか？

右向きに速さ 2.0m/sで進む質量20kgの球Aと. 左向 きに速さ 1.0m/sで進む質量10kgの球Bが正面衝突をし た。両球間の反発係数を0.50 として,次の各問に答えよ。 (1) 衝突後のA,Bの速度をそれぞれ求めよ。 (2) 衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。 指針 運動量保存の法則の式と反発係数の 式をそれぞれ立て, 連立させて解く。 mivi+m202=mvi'+m202′ A e = _ _ví - v₂ V₁ V₂ 解説 (1) 右向きを正の向きとし, 衝突 後のA,Bの速度をそれぞれ v', '′ とする。 運動量保存の法則から. |衝突前 | 2.0m/s B -1.0m/s 衝突後 B A 20kg |基本問題 191, 192 2.0m/s 1.0m/s B 10kg 20×2.0 +10×(-1.0)=20v'+10v2' 反発係数の式は, 0.50= 2つの式から, v1'=0.50m/s, v2′=2.0m/s A: 右向きに 0.50m/s,B: 右向きに 2.0m/s (2) 位置エネルギーは, 衝突の前後で変化しない。 失われた力学的エネルギーは, (衝突前) - (衝 突後)の運動エネルギーを計算して求められる。 O (1/2 ×20×2.0+ 1/1×10×1.0²) 2 - 1/2×20×0.50 + 1/3×10×2.0) =22.5J 23 J sar ví - v₂ 2.0- (-1.0)

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

青線の部分を計算しても答えがでません。途中計算を教えてください。全然合いません答えが

N サー41 ナー42 を質量 して考 ・2d. 考え ( L-L 153 別解 初めてx=dとなるときに物体Bが物体Aから離れる から (2) の結果より (2) P: よって、 (1) L-200 4 g d= -2d cos 2d 2π となるから, t= t= 3 /2m V 3k Vo √3k 12m 3k 2 g /2m [m] t ゆえに COS (m), Q: [s], Q: 2π 2 /2m ・200 3k 2 3 /2m (2) 求める P Q の単振 動の振幅をそれぞれ Ap[m], AQ〔m〕 とする。 運動を始めたとき,P, Q はともにつり合いの 位置にあり, ばねが最 も縮んだとき,P, Q は重心Gに対して静 止する。 P, Q の質量 の比は1:2より,ど ちらの場合もGはPQ を2:1に内分する点 となるから, Ap= Vo 12m ✓ 3k /2m 3k [s] [m〕 OH P 27T (3) P: 27 指針 (1) 外力による力積が加わらないため, つながれた小球P Q の重心Gは等速直線運動をする。 ばねが最も縮んだとき, P, Qの速度 は重心の速度に等しくなる。 (2), (3) P, Qは,重心に対して単振動する。 g 2d Ap 3 √ 解説 (1) 右向きを正とし, ばねが最も縮んだときの小球 P, Q の速 (1) 度をV/[m/s] とする。 運動量保存の法則より, mvo+2m(vo)=mV+2mV Vo これより, V=- 3 求めるばねの長さをL'[m]とすると, 力学的エネルギー保 存の法則より, m² +2m² = k (L-1)³ + ½m-3) •2mv²= k(L-L')² t = - 2d g ゆえに,I'=L-200 '[m] (L'は不適) √ 3k L -[s] 1 2 2 of color and + 12.2m ( - 20/0 3 12/2300 ammino L' 002 (53) センサー41 ●)) センサー 42 AQ つながれた小球P. Qの重心の速度を v[m/s] とすると c =Vである。 G は水平左 向きにの速さで等速 直線運動をしている。 10

どうして、破片Aの速度は、分裂前の分裂前の水平方向と同じ速さなのですか。

185. 空中での分裂 質量mの物体が、 水平から 45°の向きに速 A B (1) 2vで打ち上げられ, 最高点に達したとき, 質量が1:2の2 (S) 1:2 つの破片に分裂し, それぞれ水平に飛び出した。 質量の小さい破の真木小 (E) 片Aが出発点に落下したとすると,大きい方の破片Bは,出発点からどれだけはなれた 位置に落下するか。 ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 例題23 ヒント 破片Aの水平方向の速さは,分裂前の物体の水平方向の速さに等しい。 第Ⅱ章 力学Ⅱ

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

(1)について 全運動量保存をベクトルで表した時に、終点(？)が一致するのはなぜですか？あとベクトルで表せる理由も知りたいです🙇‍♀️🙇‍♀️

〈例題5> (斜衝突 ) なめらかな水平面上に静止している質量Mの小球Bに,質 量mの小球Aを速さで衝突させた. 衝突後, A の入射方 向に対して、Aは角度 α をなす方向に, B は角度をなす方 向に,それぞれ速さvVで運動した. AとBの大きさは考 えないでよいものとする. (1) 運動量保存の法則より, 衝突後のBの速さ Vが, TRA m M V= -√vo²+v² - 2v₁v cos@ V p消し A Vo と表されることを示せ. (2) この衝突における反発係数を記せ. 以下では, AとBの衝突は弾性的であるものとする. (3)M=mのとき, α + β を求めよ.また, 速さ, V を vo,βで表せ . B π (4) M = 2m,α = そのとき, 速さ,Vをそれぞれで表せ.また, tan β を求めよ. (5) 衝突前のAとBの運動量の和が0となる観測者を考える. ① この観測者の速さを M, m, vo で表せ . (2) この観測者から見た衝突後のAとBの速さをそれぞれ M, m, vo で表せ. V