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物理 高校生

この問題の(1)で、答えはa=2bなのですが、計算してもmbgが消えません。解説とともに(1)だけお願いします。

① 運動の法則 :「例としての等加速度運動」 「運動量変化=力積」「力学的エネルギー変化=非保存力のする仕事」 図のように、なめらかな水平面上に質量Mの台車Pが置かれ、Pの水平な上面に質量mの物体Aが固 定して置かれ、軽い動滑車 K, を介して軽い糸LでPの左側にある突起部につながれている。 動滑車K, は軽い定滑車 K, を介して軽い系L 質量 mgの物体Bとつながれている。 台車Pの右側面 S, は鉛直で 物体B は S に接触していて、Bが運動するときは S, に接触したまま鉛直下向きにすべり降りる。L は 水平を保ち, 物体 A,Bが運動するときも水平が保たれる. 運動は物体A, B を含む同一鉛直面内で生 じ,動滑車 K, が定滑車 K, に衝突することはない 物体A,Bの大きさは無視でき、 また、摩擦、空気抵 抗もすべて無視できるものとし、重力加速度の大きさを」 とする。 K₁ 外 水平面 突起部 S2 A 台車P Lag K2 B S₁ 台車Pの左側面 S2 に水平右向きの外力を加えてPが動かないようにし、 物体Aの固定を解除する、 (1) 物体Aの加速度の大きさをα 物体Bの加速度の大きさをbとする. aとbの関係を書け、 (2) 物体Aの加速度の大きさはいくらか. (3) 台車の左側面 S2 に水平右向きに加えている外力の大きさをFとする. F はいくらか、 (4)Pに対して A,Bが静止するように、軽いピン (外部からリモコンで外せる)で一時的に固定し、Pに 水平右向きの力積を加え初速Vを与えたはいくらか.その後,A,Bの固定を静かに外すと同時

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物理 高校生

(4)のxt グラフはなぜtが2のときも書くんですか?

例題 3 等加速度直線運動のグラフ 図は,x軸上を等加速度直線運動している物体 [m/s] [4 が,原点を時刻 0sに通過した後の 6.0 秒間の 速度と時間の関係を表す u-t図である。 8.0 (1) 物体の加速度a〔m/s'] を求めよ。 -2.or/s/ rotat 8-2t (2) 物体が原点から最も遠ざかるときの時刻 [s] と, その位置 x] [m] を求めよ。 45 165 (3) 6.0秒後の物体の位置 x2 [m] を求めよ。 1 (4) 経過時間 t [s] と物体の位置 x [m]の関係をグラフに表せ。 【指針 v-t図の傾きは加速度を表す。 また, v-t 図の面積から変位が求められる。 解 (1) a a = v-t図の傾きで表されるので (-4.0) - 8.0 -12.0 002 6.0 - 0 6.0 = (2) 速度が 0m/s となるとき, 物体は最も遠ざ かる。 「 v = vo + at」 (p.30 (13) 式) より 0 = 8.0 + (-2.0) × t1 :-2.0m/s2 = X1 1 x 4.0×8.0=16m 2 (3) x2 は図a の 「 (ア) の面積−(イ)の面積」より x2 = 16-12 × 2.0×4.0 = 12m - 0 -4.0 co (4) t = 0s, 2.0s, 4.0s, 6.0s でのxの値を求め x-t図に点を記して各点を結ぶと,図b の v [m/s] 8.0 O -4.0 x〔m〕 (ア) 図 a よって t = 4.0s 「最も遠ざかるとき 」 →速度 0 x は,図 a の(ア)の面積に等しいので(それ以上,先には進まない) DE (1) 16 12 6.0 0 ような放物線(→次ページ)の一部となる。 .ar t(s) (イ) 4.0 6.0 16.0 it [s] t[s] 2.0 4.0 6.0 図 b

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