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。

物理の単振動についての質問です。 65の問2のイについてで、どうして周期Tの半分になるのか分からなかったので教えていただけると嬉しいです。

42 仮説を立てることができる。 65 粗い水平面上の単振動 4分 ばね定数kの軽いばねの一端に 質量mの小物体をとりつけ,粗い水平面上に置き,ばねの他端を 壁にとりつけた。図のようにx軸をとり、ばねが自然の長さのと きの小物体の位置を原点とする。ただし,重力加速度の大きさ をg, 小物体と水平面の間の静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ' とする。 また, 小物体はx軸方向に のみ運動する。 問1 μmg_ 2k (2) μmg k 小物体を位置xで静かにはなしたとき, 小物体が静止したままであるような, 位置xの最大値 を表す式として正しいものを、次の①~⑦のうちから一つ選べ。 μ'mg ⑦ ③ ④0 ⑤ 6 2kk Book イ に入れる式の組み合わせとして正しいものを,下の①~⑧のう 問 問2 次の文章中の空欄 ちから一つ選べ。 問1のxMより右側で小物体を静かに はなすと, 小物体は動き始め、次に速度 が0となったのは時間が経過したと きであった。 この間に,小物体にはたら 力の水平成分F は, 小物体の位置を x とすると,F=-k(x-ア) と表さ れる。この力は,小物体に位置ア を中心とする単振動を生じさせる力であ る。このことから,時間はイと わかる。 ア 2μmg k . ② ③ 4 μ'mg_ 2k μ'mg 2k μ'mg_ 2k (17. μ'mg 2k イ m π T√ k m 25√ √ Th k k T√ m π 2πN 00000 k m μ'mg_ 5 ⑧ 00000 ア μ'mg k μ'mg k μ'mg k m μ'mg k 2u'mg m T√ R 2π₁ π 5 2π₁ m k k m k m (18. センター本試 [物理])

この問題のばね定数をどうやって代入するかを教えてほしいです。

【4】 フックの法則◆ 次の問に答えよ。 (1) ばね定数 1.0×102N/m のばねを手で引き伸 ばし, 自然の長さから 0.20m 伸ばしたとき, 手がばねから受ける弾性力の大きさは何Nか。

物理です 音が吸収されたから、と最初は答えたのですが、回答を見ると｢吸収されて熱エネルギーに変わるから｣と書いてありました。 調べたら熱エネルギーは摩擦熱らしいのですが、なぜ摩擦熱なのかがわかりませんでした 誰か教えてください、お願いします🙇‍♂️

3-10. 壁で音が反射しない時、 音のエネルギーはどうなるか説明せよ。

保存力のみが働く場合に力学的エネルギーの保存が成り立つと思うんですが、保存力の見分け方はありますか？

解説に｢垂直抗力を受けない｣とありますが、なぜ受けないのですか？

IN それぞれ さの比を いる。 68. 弾性力と垂直抗力 car おもりの動の式 mg_ Wx=-2 解答 (1) 1.0×102N/m (2) 10kg (3) 49 N 指針 (1) フックの法則を用いる。 (2) おもりが受ける重力の斜面に 平行な方向の成分と、ばねの弾性力とのつりあいから、おもりの質量を 求める。(3) ばねの伸びは (2) のときと同じなので, 弾性力は変わらない。 弾性力と,重力, 垂直抗力のつりあいの式を立てる。 解説 (1) ばね定数をk とすると,フックの法則「F=kx」から, 10=kx0.10 k=1.0×102N/m 図1 (2) おもりは箱の右側の内壁にちょうど接しており、右側の内壁から は垂直抗力を受けない。 おもりが受ける力は、図1のように示される。 ばねの弾性力 F は, 「F=kx」 から, F = (1.0×102) × 0.49=49N おもりの質量をm とすると, おもりが受ける斜面に平行な方向の力 のつりあいから, 49-m×9.8sin30°= 0 m=10kg 別解 (2) 直角三角形の辺の長さの比を利用して、重力の斜面に 平行な方向の成分 (Wx) を求めることもできる(図2)。 問題文では、ばねの伸 びの単位がcm で与えら れているので, m で表し てフックの法則を用いる。 F[N] 200000 30 30° √3 mx9.8 sin30° 〔N〕 mx9.8 [N] Wx .05 30% 2mX9.8[N]

力学的エネルギーとは、運動エネルギーと位置エネルギーを合わせたものだと思うのですが、この問題の⑶では、位置エネルギーがないのは何故ですか？

58 平面上の衝突 ② 同じ質量mの2つの小球による平面内での弾性衝 突を考えよう。 図のように, 小球1が静止した小球2エケ[\] に速さ 2は角の向きにはね飛ばされた。 衝突後の小球1の〇 1 速さを v1, 小球2の速さをvとする。 文中の空欄に あてはまる適切な式を求めよ。 衝突前後で運動量は保存されるので,次式が成り立 つ。 小球1は角0の向きに進み, 小球 で衝突し, 01 (4) 59 運動量保存の法則とカー・ Vo V2 (5) SAMA $8 JO 2 4 mv=| (1) |, mvisin0= (2) また,弾性衝突では力学的エネルギーは保存されるので,次式が成り立つ。 1 mv.² = (3) た 2 V2 1 h 以上より, sin'y+cosp=1 を用いてを消去すると,C1,D2はvo, 0 を用いて次式 で表される。 223 1828 <甲南大〉

解説の解き方は分かりますが、運動方程式から加速度を出してそこから求めてはいけない理由が分かりません。

「56 一直線上の衝突 ③ 次の文中の空欄に適する数式を求めよ。 図のように, なめらかな水平面上に 一端が固定されたばね定数kの軽いば ねが置かれている。 そのばねの他端に 質量mの小物体Aをそえ, 静かにばねを自然長から」だけ縮めた。 この状態で静かに 手をはなすと, ばねが自然長に戻ったところで, 小物体Aはばねから離れて水平面上を 滑り出した。 ばねを離れる瞬間の小物体の速さでは (1) と表される。 その後, 小物体Aは水平面上に静止している質量Mの小物体Bに一直線上で正面衝 した。 小物体Bの衝突直後の速さは (2) となる。 ただし, 小物体AとBの間のは ね返り係数をeとし、空気抵抗は無視できるものとする。 小物体 B 水平面 MO 小物体A al m d 0000000000000

⑶解説の｢外力の仕事＝位置エネルギーの変化｣となるのは分かりますが、仕事の式｢W＝Fxcosθ｣で求めることはできないのですか？ ⑸斜面に対して水平な成分についての運動方程式を立てて、そこからACの距離を求めたのですが、どこが間違っているのか分かりません。

- 22 基 水平面上に置かれたばね 定数k [N/m〕 の軽いばねに 質量 m[kg] の小球Pを押し当 て, ばねを自然長からα〔m〕 だけ縮ませ、静かにPを放した。 水平面は図の点Aより左側は滑らか 自然長 E000000000e a A 「30° B であるが, 右側はあらく, Pとの間の動摩擦係数はμ である。 重力加 速度をg 〔m/s²] とする。 (1) ばねから離れたPが点Aに達するときの速さを求めよ。 (2) ばねの縮みが1/2a〔m] であったときのPの速さを求めよ。 (3) はじめにばねを自然長からa 〔m〕 だけ縮ませるのに必要であった 外力の仕事 W を求めよ。 (4) 点Aを通り過ぎたPはやがて点Bで静止した。 距離 AB を ” を用 いて求めよ。 (5) あらい面が水平から30° 傾いた斜面(図の点線) であった場合に,P が達する最高点をCとし, 距離 AC を vを用いて求めよ。 斜面と水 平面はなだらかにつながるものとする。 (大阪工大 + センター試験 )

xy面上の原点Ｏと点A(－a,0)(a＞0)に、それぞれ＋Qと－4Q(Q＞0)の点電荷を固定する。 クーロンの法則の比例定数k 電位の基準点は無限遠 重力の影響は考えなくていい 点2つの点電荷から＋x方向に十分離れたx軸上の点Rに、+Q、質量mの点電荷Qを静かに置い... 続きを読む

(5) (4)より, Qの電荷は+αである。 (2)より Qを 置いた点は十分離れた位置だから電位は0と考え てよく, 速さは0である。 Qが点(x, 0) にあるとき, 電荷の位置エネルギ ーはgVsであり,運動エネルギーは 1/21mである。 mv² よって、エネルギー保存則「1/2mv²qV=一定」を考えて q(a−3x) 0+0= 1/2mv²+q • ko x(a+x) Qが最も近づいたときにはv=0 となるから, そのときのxは a-3x=0 よってx=1/1/24 a V m v=0 +q