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物理 高校生

答えが一致しないのですが、代入ミスしてるところとかありますか??

(0 「路球の上昇がでたに半介』 小球と物体Sは同じ速さで運動している さで運動している は物を押しながらのぼり下りするので の運動エネルギーは増加し。小球の運動エネルギーは減少する 」) 高きんの』 点の位置エネルギーは zzgん の) 球が問題の 図の右向きに運動するので(全体の運動量が保存するこ と に )物作Sはだ向きに こ運動する。運動量の保存より の (科00語22 べ( つの)士JRAや まま@① 叶AN、 3 、 5 O 力学的エネルギー保存則より 9ーテ7上二7 2:② 女 SN 2 _ /277gみ を※A 運動量保存や反発 必 に ー ダ ①式より ゆ%=婦% ②式に代入して整理すると ヵ 7 数の式の場合は. 速さでな 「2479ヵ 297 。 ※Bを 速度を用いる。速さので・ これを上式に代入して Me のの 還凍本がCy gy えられた場合は向きも考慮 度々 (3) 小球が璧と衛突した直後の速度をゥとする。はねかえり係数の定義 ンー 還 レー の0 る必要がある。また, 運動】 のーとが はベクトル量だから zz(一2 と表さなければならない。 ゃで※B 賠調 小球と物体の1 止物体の分裂であるから, ヌ 動エネルギーは質量の逆比( 分配される。 ぷ 22 22 l/ 0 ーーニーの三「eーーー re ケーダー( 小球が追いつくだためには, 0 (左向き) であれ ソー 部分は正なので を孝0 EiG 3 eeのメーアゴ () 小球の上昇が止まったとき, 人 2の 運動している。また,e=1 前 ーー ルギー損失はなv

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物理 大学生・専門学校生・社会人

よろしくお願いします

仕事とエネルギー、運動量を用いた物体の運動の解法 【間2] ばねでつながれた二物体の運動の運動量の保存と力学的エネルギーの保存則を用いた運動の解法 (参照:演習問題8の問2) 図のようにまさつのない水平な床の上に自然長が,、ばね定数がkxのばねが置かれている。 その両端に質量 とm。の物体1と2を取り付けた。 物体1に右向きに初速。を与えたところ. の物体は床の上をx軸の正の 方向に運動した。 座標系として、水平方向右向きにx軸、鉛直上向きにy軸をとり、原点を = 0における物体1 の位置にとる。 以下の問いに答えなさい。 (物体1、2の位置、速度、加速度のx成分をそれぞれ、x,(り、xs(り、 Yax(り、pzx(ひ)、qix(り、qzx(ひなど1や2の添え字を使用して表しなさい。 ) (1) この運動において、物体1と物体2の運動量の和は不変である。 その理由を運動量の変化と力積の関係を用いて述べなさい。 (2) この運動において、物体1と物体2の運動エネルギーとばねの弾性エネルギーの和は不変である。 以下の記述がその証明となる。 正しい記述となるように次のカッコ( 1 )から( VI )に入れるべき数や式 を答えなさい。 時刻での物体1と2のx座標x。(。)、x。(ひを用いて、時刻でのはねののびを表すと( 1 )となる。よって、物 体1と2の運動方程式の成分はそれぞれ、m。学e中ニ( Tエ )…①、m se思ニ( 反 )…②となる。 e 次に、①式の両辺と。(O) = 字の各辺との積をとると、次のような等式が得られる。 る map(O演ー( m ) x 左辺はps(O CO (tio人(の )…・@と式変形できる。よっ て(aeO) =(T ) x 名.…④ 同様にして、全(apa⑨)=( mm ) x折品…の ③式と④式の各辺の和をとると、 (tp) ao3() ) =( W )…・⑤ ここで時刻Lでのばねのの びを表す関数をXY(ひとおくと、( IV ) はxi(り、xz(ひの代わりにX(りを用いて、( IV )=( V 和書 くことができる。さらに、のひ式と同様な式変形より、( V )x富= ーikX(O )…⑥となる。 @式と@式より、(imaik(O+3moik(0+3kX2(O ) =( Y )…⑦ 物体1と2は床の上を運動するこ とから、ヵ>(0) = poy() = 0 よって、⑦式のカッコの中は物体1と物体2の運動エネルギーとばねの弾性エネ ルギーの和となっており、それの時刻での微分が( VI )となることから、物体1と物体2の運動エネルギーと ばねの弾性エネルギーの和は不変であるといえる。 (3) ばねの長さがもっとも長くなったとき、物体1と物体2の速度はどのような関係になっているか答えなさい。 (4) ばねの長さの最大値/。。。を求めなさい。 (⑮) 演習問題8の問2の解からも/mxを求め、(4)で求めた値と一致することを確認しなさい。

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