(3)解説で、相対速度は負だから、というのはどういうことですか？ 左向きに打ち出しているからでしょうか。

8/18 X 28 質量がそれぞれ2m,m,mの3つの部分 P, Q, R から成るロケットが宇宙空間で静止 している。 はじめ, R を左向きに打ち出した。 BI 放出後のP・Qから見たRの速さはuであったので, P・Q の速さは (1) である。また, この際に要したエネルギーは (2) である。 29 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がx 方向への速度vo で 弾性衝突した。 衝突後、 図のよう A R 20 m 力学 21 続いて、Qを左向きに打ち出した。 啓出後のPから見た Q の速さは やはりであったことから, Pの速さは (3) となっている。 (立命館大+東北工大) YA B Q m P 2m A V

写真の問題の(3)についてなぜ、①の式でPの速度uを マイナスの方向(負の値)にしないのですか？ (Pが左に動くのは自明だと思うのですが…)

EX 滑らかな水平面上に質量Mの球Q がばね定 数kのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量 m の球Pが速度v で進んできた。 (1) ばねが最も縮んだときのPの速度を求めよ。 0となるときだ。 し たがって,このときQの速度も”である。 運動量保存則より mv=mv+Mu (2) ばねの縮みの最大値を求めよ。 (3) やがてPはばねから離れた。 P の速度u を求めよ。 (2) 力学的エネルギー保存則より 1/2mv ² = 1/2mv ² + 1/ Mv² + 1/2kl² mvo= m P 2 1/2mv ²³ = 1/mu²+ + MU² m+M -Vo トク 2物体が動いているとき, "最も"は相対速度に着目 Qから見た Pの運動 Vo v=m u=m±M m+M mmmm M -Vo mM :. 1=₁₁√k(m+M) P.Qの速度は同 ちょっと一言 ここでQ上の人に保存則まで用いさせてはいけない。 保存則や TE 運動方程式は静止系(あるいは慣性系)で用いるべきもの。 ただし, 次章で扱う慣性力の効果まで考慮すれば加速度系で用い ることもできる。 2 g & D (3) Q の速度をひとすると 運動量保存則より mv mu+MU ...... ① ばねは自然長に戻っているから, 力学的エネルギー保存則より 相対速度 0 (m+M)u²-2mvou+(m_M)vo² = 0 Uを消去して整理すると 2次方程式の解の公式より -Vo u=vo とすると, ① より U=0 となって不適(ばねに押されたQは右へ動 いているはず) .. u=m-M m+M ゆる High (3) は P, Q がばねを介して緩やかな衝突をした後と見てもよい。エネル ギーを失わない弾性衝突だから, e = 1の式u-U=-(vo-0) ② わりに用いるとずっと速く解ける。

(4)3枚目の画像のように力学的エネルギーの保存則で式を立てたのですがなぜ違うか教えてくださいm(*_ _)m

36* 傾角のなめらかな斜面をもつ三角柱 x が水平面の上にのせてある。 三角柱の斜面 の上に質量mの小物体Pをのせ,Pに糸 を結びつけ糸の他端を斜面の頂点に固定し た。重力加速度をg とする。 (1) 三角柱が水平面上で静止しているとき, 糸の張力 T。 を求めよ。 ま た,Pが斜面から受ける垂直抗力 N を求めよ。 (2) 三角柱を左方に適当な加速度で動かすと, Pは斜面に対して静止し ていて糸の張力が0になる。 その加速度の大きさαを求めよ。 また, そのときの垂直抗力 N を求めよ。 (3) 三角柱を右方に適当な加速度で動かすと, P が受ける垂直抗力が0 になる。その加速度の大きさβを求めよ。 また, そのときの糸の張 力 T を求めよ。 (4) (3)の状態で糸を切ると, P は斜面に沿って滑り出す。 P が斜面上を 距離だけ滑り降りたとき, 斜面に対するPの速さはいくらか。 (玉川大+大阪電通大) P.

（8）で、X4→X1の間で等速になる理由がわからないので教えてください。

13 静電気単振動 13 静電気単振動 水平右向きにx軸をとり, 原点を0 とする。 水平方向に -αx で表される 電場 (電界) をかける (x は座標で,αは 正の定数)。 そして, 水平右向きにベ ルトを一定の速さで動かす。 正電荷q を帯びた質量mの小物体Pを点0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μ1, 動摩擦係数をμ2 (<μ) とし, 重力加速度をgとする。 ベルトは帯電しないものとする。 電場 ベルト P Level (1),(2) (3)~(6) (7),(8) ★★ Point & Hint 力学としては, ばねに付けられた物体の動くべ 電場 Pはやがて位置 x = (1) で滑り出す。その後のPに働く合力F は,Pの位置 x を用いて, F = (2) と表せる。 Pはx=bで一瞬 で最大の速さvm=(4) 静止した後,左へ戻り, 位置 x2 = (3) となる。 x = b から x2 に至るまでの時間は = (5) である。 その 後, P は xs = (6) で再び一瞬静止し, 右へ動くが, x4= (7) で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, t2 = (8) の時間がかかる。 (関西大+ 大阪大) 47 ARRE

分裂に運動量保存が使えるのは知っているのですが、なぜ分裂すると左右逆に動くのでしょう。 何の力によるものですか？教えてください🙇‍♀️

かかっているが、瞬間的な衝突では(重力の力積が無視できるため) 近似的に適用し てよい。問題文にとくに断りがなければ, 瞬間衝突と思ってよい。 (5) 初速 ux での水平投射に入る。 落下時間はたなので(鉛直方向に上がる時間 と下りる時間は等しい) x=vxt2 = (M+m)g Mo √V² -v² 28 分裂の現象は衝突と並んで運動量保存則が適用できる典型例である。 (1) 静止状態から分裂すると, 左右逆向きに動く。 その速さをv1, v2 とすると U2 0=-mu2+3m・v ...① 逆方向の動きだから相対速度は 2/ ... ② ① ② より 分裂 =1/u 運動量保存!!!!! ひ 3 V₂ = 44 u V2 R m 01 QP 3m 初めから mv=3mU1 としてもよい 左向きを正とし u=v₂-(-V₁) としてもよい

「電場と電位」の単元を勉強しています。 力学的エネルギー保存則の式を立てる際に、 基本は静電気力による位置エネルギーと運動エネルギーを足し合わせると思うのですが、 「重力による位置エネルギー」を考えるのはどんな場合ですか？ 斜面の時ぐらいですか？

4番で、力学的エネルギー保存則が使えないのは何故ですか、教えてください

607 選つ 選 った どん 校 糸でつながれた2物体の運動 図のように、 伸び縮みしない糸の一端を水 平と0の角をなすなめらかな斜面上のおもり Aと結び, その他端を定滑車P, およびおも点 りBがつり下がっている動滑車Qに通し, 天 井に固定した。 いま, おもりBを床からLの 高さに置き,静かに手を放したところ, おも 星女回起 UL DARI M₁ A 08 nie to (3) おもりBの加速度の大きさを求めよ。 Y (4) おもりBが床に衝突するときの速さを求めよ。 × (5) おもりAが斜面に沿って登り得る最大の距離を求めよ。 解答編 p.4~p.s m 最重要 00-0 FK A2B M2 りAは斜面に沿って上り, おもりBは落下を **tutt 始めた。おもりAとBの質量をそれぞれ MT と M2,重力加速度の大きさをgとし, 滑車 と糸の質量および滑車と糸の間の摩擦は無視 できるものとする。 * (1) おもりA の加速度の大きさは,おもりBの加速度の大きさの何倍か。 (2) 糸の張力の大きさを求めよ。 JŚ °08-0701205 天丼 床 <東海大 (2) (3)

棒のとき…最高点での速さ0 糸のとき…最高点での速さv_1さらに遠心力を考える このように、棒か糸の違いで解法が変わるのがよく分かりません。

Ex1. 長さんの軽い棒の端に質量mの小球Pをつけ、最下点で初速し。 を与えて回すときPが1回転するためのぴの条件を求めよ 解 最高点での位置エネルギーmg.2rが必要だから 1/1/2mvo²mg.2r :: Vo > 2 √gr

なぜこの時のNの向きは重力と同じ向きになっているのでしょうか？ 重力と垂直抗力が同じ向きになることってあるんですか？

基本例題15 鉛直面内の円運動 図のように、なめらかな斜面と半径rのなめらか な半円筒面が点Aでつながっている。 質量mの小 球を点Aからの高さんの斜面上の点Pで静かには なしたところ、小球は面にそって運動し,最高点B を通過した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 点Bを通過するときの小球の速さを求めよ｡ (2) 点Bを通過するために, hが満たすべき条件を求めよ。 計 最高点Bで受ける垂直抗力が0以上であれば, 小球は点Bを通過できる。 答 (1) 点Aを重力による位置エネルギーの 基準とし、点Pと点Bの間で力学的 エネルギー保存則を立てると m-N-mg=0 0+mgh=12mo+mg.2r よってv=√2g(h-2r) (2) 点Bで小球が円筒面から受ける垂直 抗力の大きさをNとする。 小球とと もに運動する観測者から見ると,点 Bにおいて小球には重力, 垂直抗力, 遠心力がはたらき,これらがつりあ っている。したがって r よって 1² N=m² -mg r 2g(h-2r) ア =m- 58,59,60,61 ・mg 0 B 17 B mg N = ( 27-5) mg N≧0であれば、小球は 面を離れずに点Bを通過できる。 したがって her 5 N= (27-5) mg ≧0 ゆえに 1/2 46 え。 (1) (2) (3) (4) (5) (1) し [ (

解説の方で「遠心力」という言葉が出てきて、「小球とともに運動する観測者から見ると」という文は解説の方にあるものですが、問題文に書いていないのに勝手に自分でそのように定義づけても良いのでしょうか？

基本例題 15 鉛直面内の円運動 図のように、なめらかな斜面と半径rのなめらか な半円筒面が点Aでつながっている。 質量mの小 球を点Aからの高さんの斜面上の点Pで静かには なしたところ, 小球は面にそって運動し, 最高点B を通過した。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 点Bを通過するときの小球の速さを求めよ。 (2) 点Bを通過するために, んが満たすべき条件を求めよ。 指針 最高点Bで受ける垂直抗力が0以上であれば, 小球は点Bを通過できる。 v² m-N-mg=0 解答 (1) 点Aを重力による位置エネルギーの 基準とし, 点Pと点Bの間で力学的 エネルギー保存則を立てると 1 0+mgh=mv²+mg+2r よってv=√2g(h-2r) (2) 点Bで小球が円筒面から受ける垂直 抗力の大きさをNとする。 小球とと もに運動する観測者から見ると,点 Bにおいて小球には重力, 垂直抗力 遠心力がはたらき, これらがつりあ っている。したがって r よって v² r N=m- mg =m >>58,59,60,61 - mg B m 2g(h-2r) r -(2-5) mg A N≧0であれば,小球は 面を離れずに点Bを通過できる。 ゆえに nozomar したがって 5 N=(2h-5) mg ≧0 0 B mg N 4え(1②③451 46 (2) (3) V (