(2)の途中計算がわかりません

例題 8 ばねによる 質量mの物体Pに, ばね定数kの軽いばねを 取り付け, 滑らかで水平な床に置く。 そして, 質量Mの物体 Q をばねに押し付け, ばねを自 然長よりLだけ縮めた状態にしてPとQを 同時に静かにはなす。 やがて Q がばねから離 れたときのPの速さをv, Qの速さをVとする。 だらい (2)M, k, L を用いて表せ。 (1)Vをm, M, c を用いて表せ。 【解説】・・ P k 00000000 M m ること (1) ばねの弾性力によりPは左へ, Qは右へ動く。 ここでP と Q とばねの全体を物体系と 考える。すると、ばねの弾性力は内力となり, 運動量保存則が成り立つので,右向きを正 として, 0 =-mv+MV m となる。よって,V=Mu 00 でも内力であ ポイント ばねの質量は無視できるので, ばねを物体系に含めてもその運動量はばねの速度によ らず 0 であり、実質的にはP と Q の運動量を考えればよい。 (2) 摩擦がないので, 物体系について力学的エネルギー保存の法則 (力学的エネルギー保存 則)が適用できる。 初めのばねの弾性エネルギーがP と Q の運動エネルギーに変換さ ていることより, 1kL² = 1/1mv² + 1 MV² (1)の結果を代入して”を求めると, v=L kM 'Nm(m + M) .0 例題8と同じP とばねとQ を用いる。 初め P は静止し, ばねは自然長である。 Q に左向きに 速さ vo を与えると, Q がばねを押し縮めると 同時にPも動きだす。 ばねが最も縮んだとき について、以下の問いに答えよ。 静止 P m 00000000 Vo (1) Pに対するの相対速度はいくらか

相対速度について 体系物理78〔画像1〕 噴射直後のロケットの速度をV’とすると 燃料の速度は右を正として(V’-v)になるそうです。 しかし、私の考えた方法〔画像2〕だと -(V’-v)、符号が逆になります。 〔画像3〕のように考えると解説通りになります 〔画像2... 続きを読む

78 ロケットからの燃料の噴射 宇宙空間を速度 V[m/s] で飛んでいた全質量 (燃料を含む) M [kg] の口 ケットが,質量m[kg] の燃料を瞬間的に後方に噴射した。 噴射直後のロケ ットに対する燃料の相対速度の大きさは [m/s] であった。 噴射直後のロケ ットと燃料の速度を求めよ。 m

この問題の運動の様子についてなのですが、右側に動いてる(ピンクの線)と左側に動いてる(青の線)時では力のかかり方が違くなり、振動中心は違くなるという認識でよろしいのでしょうか？

13 静電気単振動 ベルト 0 P 水平右向きに軸をとり、原点をO とする。 水平方向に -ax で表される 電場(電界) をかける (xは座標では 正の定数)。 そして、 水平右向きにペ ルトを一定の速さで動かす。 正電荷4 を帯びた質量mの小物体Pを点の位置でベルト上に置くと、Pは ベルトに対して滑ることなく動き始めた。Pとベルトの間の静止摩 擦係数を動摩擦係数を広く)とし、重力加速度を」とする。 ベルトは帯電しないものとする。 Pはやがて位置 x=1で滑り出す。その後のPに働く合力 は、Pの位置を用いて、F-2 とせる。Pはx=6で一瞬 静止した後、左へ戻り、位置 3 3で最大の速さ (4) となる。x=bからに至るまでの時間は (5) である。その 後Pはx=(6) で再び一瞬静止し、右へ動くが、 x ベルトに対して静止し、再び滑り出すまでには、ベルトの速さを Vとすると、 の時間がかかる。 87 (関西大+大阪大)

なぜ1/4周期なのかわかりません教えてください

で x 20 60 第2問 次の文章 (A・B) を読み、下の問い (問1~5) に答えよ。 (配点 28) フィールドでA,Bの2人の選手がラグビーの練習をしている。 このときの ボールの運動をモデル化して考えてみよう。 A まずパスにおける運動について考える。 9月1 図1のように,Aは速さで東向きに走りながらボールを投げたところ, ボー ルは西から60° 北の向きに、地面に対して水平の速さで進んだ。 ボールや人の大きさと空気抵抗は無視できるものとする。 なお、図中の矢印の 長さは,速さを正確に表したものではない。 北 4 西 東 ボール 20 地面に対するボールの速さ VA 2 m.2v=m+M)-V V=2mv ボールと手が一体となった直後の速さを表す式として正しいものを、次の M+M ①~⑥のうちから一つ選べ。 7 m ① M+m ② 2m M+m 1 © M M+m V 2M ④ v ⑤ M m M+m M+2m 0 6 P M+2m 次に、図3のように手とボールが一体となった直後に、腕が手に力Fを距離x移 動するまでのあいだ加え続けてボールを静止させた。 この運動について以下の2通 りの力の加え方で静止させたとき,どのような違いができるか考える。なお,ポー ルと手が一体となった直後の速さをしとし、力はボールの進行方向と反対の向き に加え続け、手とボールはボールの進行方向と同じ向きに移動したものとする。 ボール x Los 60% 122 20 60 60° 図1 A Aの速さ 2-2 図3 問1 Aがボールを投げた瞬間のAに対するボールの相対速度Aから見たボール の速度)の大きさを表す式として正しいものを、次の①~⑦ のうちから一つ選 ひ 4√√3v ひーひ 6 1 ① 2 v. ⑤ V50 6 √√7v ⑦3v 図2のように2の速さで移動した質量mのボールは,Bの静止した質量Mの手 と完全非弾性衝突をして一体となった。 図4図5は, 方法1と方法2におけるFとxの関係をグラフに表したものである。 【方法1】 図4のように、一定の大きさの力を0xx のあいだ加えてボール を静止させた。 【方法2】 図5のように, xに比例した大きさの力を0から2fまで, 0≦x≦xの あいだ加えてボールを静止させた。 F 2f F 2v *101 ボール 図2 物理 5 手M 図 4 (m) V 8 物理-6 図5 物 理

イの問題がなぜこの式になるのか教えてください

24 33*水平で滑らかな床の上に,質量 (mの小物体Pと滑らかな曲面を調 m もつ質量Mの台が静止してい た。Pに速さvo を与え, 台に向か Vo P 台 M 床 って動かした。Pが台に達するとPは曲面を上り台は動き出した。 Pはある高さまで上った後,曲面を滑り下り,再び床面上を動いた。 曲 面の左端は床になだらかにつながっており, 重力加速度をgとする。 (1)Pが台上の最高点に達したとき, (ア) 台の速さはいくらか。 (イ) 最高点の床面からの高さんはいくらか。 (2)Pが再び床面上に達した後の, 台の速さはいくらか。 (東京電機大 +大阪公立大)

物理です。 物体Pと小球が衝突する直前のPから見た小球の相対速度のx成分が-v0なのはなぜですか？

図2のように、物体Pがx=0をx軸の正の向きに速さで通過する瞬間に、質量 2mの小球が鉛直下向きに速さでP の斜面 BC に衝突した。 物体Pと小球の衝突は 弾性衝突であり, P と衝突した後の小球はPの運動を妨げないとする。 B Vo ■小球 (2m) P A to 45°C 0 図2 問4 次の文章中の空欄 (ア) ~ (ウ) にあてはまる適切な式を, v のみを 用いて表せ。 成分ux は, ux= 物体Pから見た小球の相対運動を考える。 物体Pと小球が衝突する直前の小球 (イ) であ (ア) 鉛直成分は上向きを正として の相対速度の成分は る。 したがって, 衝突直前の小球の相対速度ベクトルは,斜面 BC と直交している。 ここのことと、反発係数が1であることを考えると, 衝突直後の小球の相対速度のx (ウ) とわかる。

Q の位置の時は球AとBの相対速度が0らしいんですけど、どうして0なんですか？お願いします

B O A P Q R

なぜ(1)は合成速度なのですか？相対速度ではないのですか？

基本例題 2 合成速度, 相対速度 関連 p.113 例題 41 図のように, 速さ 10.0m/sで東向きに 直進しているバスAを, 乗用車Bが同じ 向きに速さ 15.0m/sで追いかけている。 A B 10.0m/s 15.0m/s 西 東 (1) バスAに乗っている Cさんが,バスAの進む向きと逆向きに速さ 1.0m/sで バスA内を進んだ。 道路に対するCさんの速度の向きと大きさを求めよ。 (2) 乗用車Bから見たバスAの速度の向きと大きさを求めよ。 解答 東向きを正の向きとすると、題意より, • (道路に対する) A の速度 ・・ VA = +10.0m/s . (道路に対する) Bの速度 ...VB = +15.0m/s (1) ・Aに対するCの (相対) 速度・・・ vc' = -1.0m/s (1) 道路に対するCの速度を vc [m/s] とすると, UCUA+vC'=(+10.0)+(-1.0) = +9.0m/s 合成速度 (2) Bから見たAの速度をVBA [m/s] とすると, UBA=UA-VB=(+10.0) (+15.0)=-5.0m/s 相対速度 VA (+10.0 m/s) VA+VC vc' (-1.0m/s) 東向きに 9.0m/s (2) VA (+10.0 m/s), VA-V -UB VB (+15.0 m/s) 西向きに 5.0m/s

この問題の、2枚目の解説の写真の右側の上から8行目の、2つの小球は重心を中心とした等速円運動すると言えるのがなぜなのかよくわかりません。教えてください。

次の文章を読んで, に適した式または数値を,{}からは適切なも のを一つ選びその番号を,それぞれの解答欄に記入せよ。また,問1では,指示にし たがって, 解答を解答欄に記入せよ。 ただし, 円周率をπ, 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 図1(a)のような自然長Lで質量が無視できるばねの一端に,質量Mで大きさ が無視できる小球を取り付けた。 このばねのばね定数はんである。 一体となった ばねと小球を,なめらかな水平平面上に置き, 小球が付いていない方のばねの端 を,水平平面上の点0に固定した。 ばねは点0のまわりを自由に回転できる。 水平平面上で, 小球を点0のまわりで, ある一定の角速度 ω (ω> 0) 等速 円運動させたとき, ばねは伸びて, 図1(b) のように点0から小球までの距離が ア Rであった。 ばねの復元力により小球には点0の方向へ大きさ イ がかかっている。 また小球には点0から遠ざかる方向へ大きさ 心力がかかっている。 反対の方向へ働くこれらの力の大きさは,いずれも点 0 から小球までの距離に依存する。 すなわち, 角速度が ω の場合に,両者の大き さが等しくなる点0から小球までの距離がRであり,それはk, M, L, ω を用 いて ウ と表される。 の力 の遠 問1 図1(b)の小球が等速円運動を行うための条件を導出し, 角速度w (w> 0)の 範囲で示せ。

物理基礎です。 (2)の問題で、回答はVa=6ですが、どうしてVa=3,5にならないのですか？岸から見た時の速度に統一するためですか？ よろしくお願いします

① 基本例題2. 速度の合成と相対速度 を 流れの速さ2.5m/sの川がある。 次の各問に答えよ。 (1) 静水に対する速さ3.5m/sのボートAが,船首を下流 に向けて川を進むとき, 岸から見たAの速度を求めよ。 (2) ボートAからボートBを見ると,上流に4.5m/s の速 度で進んでいるように見えた。 岸から見たBの速度を求 めよ。 指針 合成速度, 相対速度を求めるには, それぞれの速度をベクトルで図示する。 (1) 速度の合成の式, 「v=v+v2」 を用いる。 (2) 問題文は,Aに対するBの相対速度が, 下流 から上流の向きに 4.5m/s であることを意味す ある。相対速度の式, 「VABU-V」 を用いる。 ■解説 (1) 上流から下流の向きを正として, 岸から見たAの速度を vA [m/s], 静水の場合の Aの速度を [v] [m/s], 流れの速度を v2 [m/s] と すると, v = 3.5m/s, v2=2.5m/sであり, 各速 度の関係は図のようになる。 UA = v1+v2=3.5+2.5=6.0m/s ◆基本問題 11, 13 3.5m/s B 上流 下流 (2) 上流から下流の向きを正として,岸から見 Bの速度を up [m/s], Aから見たBの速度を VAB [m/s] とする。 v = 6.0m/S, VAB-4.5m/s であり, VAB=VB-UA の関係が成り立ち これ らの関係は図のようになる。 上流 上流から下流の向きに 6.0m/s -4.5=vp-6.0 ひB=1.5m/s AI 上流から下流の向きに 1.5m/s v=6.0m/s 20 [m/s] B 正 VAB=-4.5 m/s 下流 上流 v=3.5m/s v=2.5m/s A VA [m/s] →正 下流 Point 1直線上の運動では,正の向きを定め ることで,速度を正, 負の符号で表すことがで きる。 ②速度は,大きさ(速さ)と向きをもつべ クトルであり,「速度を求めよ」 と問われた場合 は、向きも含めて答える必要がある。 1.物体の運動 7