II(2)で、θ＝πの場合についてαの範囲の求め方で腑に落ちない部分があります。 解答では｢II(オ)と⑦より√2-1<α<√2 ･･･⑨｣ となっていますが、II(エ)より転回軌道の実現条件にx₀<L/2があるので、これとII(1)①式からα<1 が出てきて、√2-1<... 続きを読む

Ⅱ 次に、 図1-3に示す実験を考える。 原子核 X 座標原点に, 初速0で次々 と注入する。 ここではx≧0の領域だけに, x軸正の向きの一様な電場Eがか けられており,Xはx軸に沿って加速していく。 x=Lには検出器があり, 原 子核の運動エネルギーと電気量, 質量を測ることができる。 電場Eは, E= 2miaとなるように調整されている。ここでv は,設問1(3)におけるA qL の速さ(図1-1参照) であり、 定数である。 X の一部は検出器に入る前に様々な地点で分裂し, AとBを放つ。 原子核の 運動する面をxy 平面にとり, 以下では紙面垂直方向の速度は0とする。 分裂時 のXと同じ速さでx軸に沿って運動する観測者の系をX 静止系と呼ぶ。 X 静止 系では, 分裂直後にAは速さで全ての方向に等しい確率で飛び出す。 X 静止 系での分裂直後のAの速度ベクトルが, x軸となす角度を0 とする。 このと き 分裂直後のX静止系でのAの方向の速度は A COS 。 と表せる。 以下の設 問に答えよ。 x < 0 *≥0 E=0 2 mv E= qL 電場: 原子核 A 検出器 (1) 図1-3にあるように, Xの分裂で生じたAの中には, 一度検出器から遠 ざかる方向に飛んだ後、 転回して検出器に入るものがある。 このような軌道を 転回軌道と呼ぶ。 Aが転回軌道をたどった上で, 検出器に入射する条件を求め よう。 以下の文の ア から カ に入る式を答えよ。 以下の文中で 指定された文字に加え, L, vAの中から必要なものを用いよ。 分裂時のXの検出器に対する速さを αVA と表すと, 分裂地点 x の関数とし てα= ア と書ける。 また, 注入されてからx まで移動する時間は, x の代わりに を用いて, イ と表せる。 転回軌道に入るためには, A の初速度の成分は負である必要があるので, 00 に対して, αで表せる条件, cos 8 < ウ が得られる。 この条件か ら, そもそも x > I では転回軌道が実現しないことがわかる。 Aが 後方に飛んだ場合, x0 の領域に入ると, 検出器に到達することはない。 これを避けるための条件は, αを用いて cos 0 > オ と表せる。 x0 > カ のときには,Aは0。 によらずx<0の領域に入ることはな い。 質量4 電気量 24 加速 転回軌道 原子核X x=0 x=x o 注入地点 初速ゼロ 分裂地点 原子核 B 分裂 図1-1 質量 電気量 質量3 電気量 図1-3 x=L (2) 検出器に入ったAのうち, 検出器のx軸上の点で検出されたものだけに着 目する。 測定される運動エネルギーの取りうる範囲をm, UA を用いて表せ。 (3) X の注入を繰り返し、 十分多数のAが検出された。 検出されたAのうち, 運動エネルギーがmi よりも小さい原子核の数の割合は, Xの半減期Tが L VA と比べてはるかに短い場合と, 逆にはるかに長い場合で, どちらが多くな ると期待されるか, 理由と共に答えよ。

(11)についてです。 一連の運動で力学的エネルギーは保存しないですか？ 模範解答には運動量が保存するから(11)の速度は0だと書いてありました🙇‍♂️

mAcos-my 問2 次に、箱が床の上で自由に動ける場合を考える。 物体をばねに押しつけ, ばねを自然長より d[m] だけ縮めた状態で箱に固定し, 静止させる。時刻 t = 0sに静かに固定を放すと, 箱と物体は運動を始める。 図3の右方向を 正に取り、物体がばねから離れるときの箱の速度をV[m/s], 物体の速度を (4) 「力学的エネルギー V km/s] とすると,運動量保存の法則より 保存の法則より (5) の関係が成り立つ。 これより, 箱の速度は (7) [m/s] であることがわ V= (6) かる。 [m/s], 物体の速度はv= 物体がばねから離れるまでは,箱と物体はばねから力を受けて運動してい る。この運動が箱と一緒に動く観測者にとってどのように見えるか考える。 図4のように, 物体と箱の左端の間の距離をX [m] とおく。 箱から見た物体 の加速度 A[m/s] は,箱の加速度を am[m/s2], 物体の加速度をam 〔m/s2] とするとA=am-amである。 箱と物体の運動方程式より,AはX,I, M,m, k を用いて A = (8) 〔m/s2〕 と表される。 これは箱から観測す る物体の運動が, 問1のように箱を固定したままの状態で物体の質量を (9) 〔kg〕としたときに, 物体が行う運動と同じになることを示して いる。 その後、ばねから離れた物体は時刻 (10) [s] に箱の右端に達し, 箱 に付着した。 物体が付着した後の箱の速度は (11) [m/s] となる。 d (0000) 図3 箱自由

教えてください。

下図のような, 半径rのなめらかな円筒面に向けて 質量 m の小物体を大きさの初速度でなめらか な水平面からすべらせる。 重力加速度の大きさを gとする。 B vo To my (1)図の点 A を通過するときの,小物体が面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 (2)小物体は点 B で面から離れた。このときのcosはいくらか。

赤い線の−4ぶんのmgがどこからでてきたか教えて欲しいです😭

030 第1章 力学 この板は物体と接する面にだけ摩擦が生じ,その 静止摩擦係数は 1 動摩擦係数は √3' 1 2√3 である。 砂の質量を徐々に大きくしていくと,はじめ物体 と板は一体となって運動し、質量がある値より大 130° きくなると、物体が板の上を滑り始めた。 (5) 物体が板の上を滑り始めたときの砂の質量はいくらか。 物体がひとたび板の上を滑り始めると、砂の質量を(5)の値に戻しても物体と板は 別々の加速度で運動を続ける。 (6)物体の加速度の大きさはいくらか。 (7) 糸の張力の大きさはいくらか。 ( 8) 板の加速度の大きさはいくらか。 L

物理基礎です。 121番で仕事の大きさ求めるんですが、 最後の力学的、エネルギー−最初の力学的エネルギー=摩擦力のした仕事、としたら、位置エネルギーを含んでない式でした。 なぜ位置エネルギーを含まないのでしょうか？

摩擦熱の発生のモデルとして、あらい床の上の物体の運動について考えてみよう。 AさんとBさんは,図2のように、物体をあらい水平な床の上で運動させて,静 止する様子を観察した。 質量 0.50kgの物体を床の上の点から速さ2.0m/sで打 ち出したところ, 物体は床からはたらく摩擦力により床の上で静止した。このとき の物体の速さを,速度センサーを用いて測定した。 図3は, 打ち出してからの時間 tと物体の速さの関係を表したグラフである。 A :0 NO 2.0m/s 物体 Oo 0 ma: Ro O 0 図2 v[m/s] antru [m/s]ame Im... 1+Q = mgh 59.0 29 1.6 1.2 床 だろうね。 0.8 0.4 M-23= zad +4=2(+2)) HQ= 0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 tana ・t〔s〕 1 ハニ1 図 3

・物理 この問題の状況が全くわからないのですが、どういう状況ですか？ 物体MがCの上に乗っている時は摩擦力だけでどうやって運動するのでしょうか？ それぞれのときにMがどっち向きに動いているのかだけでも教えて欲しいです、よろしくお願いします🙏

h Migt,² + L≤ h h = 1 μigt₁² (1+1) 同期のように、さされた水平のに、オイルその 静止している。Mを自から話すことなくCを一定温度で水平に引き抜くされ 考える。 台の端をx=0とする。 Mは転がることなくx軸方向に動くものとする。 Mの質量をm Cは均一で縮せず。その厚さは無視できる。 図のようにとを引く向きに軸をとり MとCとの動摩擦係数をIMと台との動摩擦係数を。 重力加速度の大きさをりと る。空気抵抗は無視できるものとして、以下の (ア)~(ク)に適切な式を入れ ■ の中に物理量が指定されている場合は,その中から必要なもの よ。 ただし、 を用いて答えよ。 平木 +xC + E 0 M 定速度 C Cを引く前, Mの位置はx=-h (h>0) であった。 時刻 t = 0からCを一定速度 ”(> 0)で引いたところ,MはC上をすべりながら加速し、時刻でCの端Eに追い越 された。その後,Mは台上をすべりながら減速し、時刻(左)で,ちょうどx=0の 面平水 位置に静止した。 加速中 (0 <t < t) のMの加速度をαとすると,Mの運動方程式は(ア この間、MはCの上をすべり続けているので,t=t における Mの速度 イ に対して である。 g, t1, M ……① (イ) <ひ の関係が成り立つ。また,t=tでのMの位置を考えると,Mが加速中に台から飛び出 さないことから (ウ) g, t1, μ ≦h の関係が成り立つことがわかる。 一方,減速中 (t< t < t) にMが受ける摩擦力の大きさは(エ) である。 したが って、減速中の時刻tにおけるMの速度は(オ)となる。 時刻でMが静止したこ とから=カt1, P-1, P2 となる。 減速をはじめてから時刻までにMが動い た距離は キ g, 1, 1,μ2 である。 Mがx=0の位置で静止したのでh= ((ク) g, t1, μ1, μ2 の関係が成り立つ。

物理基礎 基本例題16(2)のTを求める問題で、 答えに至るまでの途中式を教えていただきたいです！

基本例題 16 2物体の運動 定滑車に糸をかけ,その両端に質量Mとmの物体A, B をつる す。Bは地上に,Aは高さんの所にある。糸や滑車の質量を無視 し,M>m,重力加速度の大きさをgとする。 物体Aを静かには なして降下させるとき. 次の各量を求めよ。 (1) Aの加速度の大きさα (2)Aをつるしている糸1の張力の大きさT (3) 滑車をつるしている糸2の張力の大きさS 糸2 15 糸1 A M 18.0 h B m (4)Aが地面に達するまでの時間 t と,そのときのAの速さ 指針 A,Bは1本の糸でつながれているので,加速度の大きさαも糸の張力Tも等しい。 各物 体ごとに, はたらく力の合力を求め, 進行方向を正としてそれぞれ運動方程式を立てる。 解答 (1), (2) A, B にはたらく力は右図となるので,運動方程式は A: Ma=Mg-T B:ma=T-mg これより, α Tを求めると a= M+mg M-m 2Mm T= g M+m (3) 滑車には張力Sと2つの張力Tがはたらいて, つりあうので 4Mm S=2T= M+mg (4) Aが地面に達するまでに,Aはん進む。 2h 「2(M+m)h = h=/12/12より=1 Va √ (M-m)g M-m v=at より v= M+m -g 2 (M+m)h == (M-m)g V 2(M-m)gh M+m S T AT T IA a a T Mg B mg

答えが-7.4m/s^2なんですけど、初速度を与えていても物体がする運動は下向きだからマイナスなのはわかるんですけど、どうやって-7.4が出るのか教えていただきたいです。語彙力皆無ですみません お願いします

1 V3 =9.8× (-2x)= 9.8 2.5m/s² 2√3 4 題 15 傾きの角30°のあらい斜面上にある物体に初速 度を与え,斜面にそってすべり上がらせた。 こ のとき, 物体に生じる加速度a [m/s] を求めよ。 重力加速度の大きさを9.8m/s?, 斜面と物体と 1 30° の間の動摩擦係数を とし,斜面にそって上向きを正とする。 2√√3 ヒント 動摩擦力は物体の運動を妨げる向きにはたらく。 あらい 斜面

ウ、エについてで、ここで運動量が保存するのは、バネ、小球、台車全てを物体系と見なしているという認識でよろしいのでしょうか？(小球と台車を物体系と見るのではなくということです)教えてくださいm(_ _)m

物 理 (3問題 100点) 物理問題 I 次の文章を読んで、 には適した式か値を求め からは適切なも のを選びその番号をそれぞれの解答欄に記入せよ。 また, 問1 問2では、指示に したがって、解答をそれぞれの解答欄に記入せよ。ここで、円周率はとする。 図1のように質量 M の台車の上に大きさの無視できる質量mの小球が2本のば ねによって取り付けられている。この2本のばねは、ばね定数と自然長が等しく、 質量は無視できる。はじめ、2本のばねは自然長の状態で、小球は台車の中央にあ る。台車は摩擦なしに水平面上を動くことができ,台車と小球の間の摩擦も常に無視 できるものとする。 x 軸は右方向を正とし、台車も小球もx軸に平行な方向へのみ きばねは常にx軸に平行であるものとする。 (1) はじめに、台車を動かさないように押さえながら、図2のように小球を台車の 中央からだけ左方へ引っ張ったところで,小球と台車を同時に離した。離した 直後の小球の加速度は、2本のばねからx軸の正の方向へそれぞれの力を受 けるので ア で与えられ,一方,台車の加速度は、2本のばねからx軸の 負の方向にそれぞれの力を受けるため イ で与えられる。 小球が台車の中央を通過するときの小球の速さは ウ 台車の速さは 1 I となる。 小 台車 00000 図1 図2 ◇M12(482-113)

物理基礎です 波線部の式になる理由を教えて欲しいです なぜマイナスがつくのかわかりません。

物理基礎 問5 問4において,板に力を加えはじめた時刻を0とする。 小物体が板上を板に対 して距離Lだけ運動した時刻に力を加えるのをやめると同時に,板を瞬間的 とに静止させた。 小物体が静止するまでの間において,時刻と小物体の速度の関係 を表すグラフとして最も適当なものを,次の①~④のうちから一つ選べ。ただし, 板は十分に長く, 小物体は板から落下することはないものとする。 9 ① 速度 0 時刻 T 2T 3T ③ 速度 ②② 一化は加速度 速度 ④ O 速度 時刻 T 2T 3T g 0 -時刻 0 時刻 T 2T 3T T 2T 3T 解答です ↓ 問5 板の速度が瞬間的に0になると, 小物体は板に対して右向き に運動するので小物体にはたらく動摩擦力は左向きに大きさ Fec μ'mg となる。 加速度をα とすると, 小物体の運動方程式は, mau'mg : a=-u'g 速度と時刻のグラフ(v-tグラフ)の傾きは加速度を表すの で,時刻までと時刻 T以降で傾きの大きさが等しいグラフと なる。よって、正しいグラフは②となる。3] 9の答 a T