高知大学の過去問です。 画像の問2の答えの出し方が分かりません。 運動量保存則と反発係数の式は立てれましたが、そこから答えにたどりつけません。どうやって解くのでしょうか。 至急教えて頂きたいです。

2023年度 高知大 1 図1に示すような。 滑らかな面 AB, CE を有する台上における物体の運動について考える。 AD 間は水平面, DE 間の形状は鉛直に直径2R[m] を有する半円である。 また, 長さ L[m] の区 BCは粗い面となっている。 はじめに 点Aにばね定数k [N/m)のばねの一端を台に固定し, 他端に質量 M [kg] の物体a を取り付け. ばねが自然長の状態で物体に接するように質量m[kg] の物体b (m <M)を置いた。 物体 a, b の大きさ, ばねの質量 空気抵抗は無視できるものとす る。また物体と物体bの間のはねかえり係数をe. 物体b と面BCの間の動摩擦係数をμ 重力加速度の大きさを〔m/s*〕とする。 このとき,計算過程を含めて、 以下の問いに答えよ。 (70点) 1.図2に示すように物体a を左に押してばねを d[m]だけ縮め、静かに手を離した。この時 物体 b に衝突する直前 (図3)の物体の速さ Vo [m/s] を 求めよ。 2. 物体が物体bに衝突した直後(図4) における それぞれの速さ V [m/s] [m/s] を求めよ。 図1 L 2R A B CD 図2 wwo KI 図3 V₁ www 3. 衝突直後に物体は AB間で単振動を始めた。 その振幅 X (m) を求めよ。 図4 V₁ 01 wwG 問1, ばねの弾性力による位置エネルギーと 運動エネルギーは等しいので Vo' = M d² Vo=dJ [m/s] 問2.物体a,bについて運動量保存則より MV=MV1+mvi 反発係数の式より、 V₁-V evo -evo=サーV1 4. 物体は回転せずに区間 BCを通過した。 区間 BCを通過後(図5)の物体bの速さ102 [m/s] を求 めよ。 図5 5. 物体b は区間DEを面から離れずに通過した (図6)。 このときに,点Eを通過する際の速さ [m/s] が満たすべき条件を示せ。 また、その条 件を満たすの最小値を求めよ。 図6 www 6. 物体bが点Eを通過する瞬間に ばねが最も伸びたとする。 そして 物体 b が水平面 AD 着したときに物体がちょうど1往復した。 そのときのkをR,M を含む形で求めよ。 問1,Vo= d [m/s] 問2、V= M-em d JE m+M (1+e)d M m+M [m/s] [m/s] 問5V3≧JOR [m/s] 12の最小値 [SgR [m/s] 問6,b=gM [N/m]

この問題の（ｴ）と（ｵ）で、自分の考え方ではどう間違っているのかがわかりません。（ｴ）は速さなのでm/sを使ってL/2L/3vとしました。（ｵ）は比を使って求めました。この考え方ではダメな理由をお願いします。🙇

36. 〈木材に打ちこまれた弾丸> 図のように,水平な床上に置かれた質量 M 〔kg〕,長さL〔m〕の 木材に,質量 m 〔kg〕 の弾丸を水平に打ちこむ。 弾丸は木材の中を 水平に進んでいく。弾丸が木材から受ける抵抗力は,速度や場所に よらず一定として次の空欄を埋めよ。 ただし, 木材と弾丸の運動は 直線上に限られ,弾丸の大きさは無視できる。 L m M 木材を床に固定し,弾丸を速さ” [m/s] で打ちこむと 1/3の深さまで進入して止まった。 このとき,弾丸が木材から受けた力積の大きさは ア [N.s], 抵抗力の大きさは 〔N〕, [イ [N] である。 よって, 弾丸が木材に進入してから止まるまでの時間は,ウ〔s] で ある。 また, 弾丸が木材を貫通するには,エ xv [m/s]以上の速さで打ちこまなければ ならない。 木材を固定せず, 床面がなめらかであるとき, 弾丸を速さ(エ)×vで打ちこんでも木材を貫 通しなかった。 弾丸は,オ ×L〔m〕の深さまで進入し, それ以降は木材といっしょに一 定の速さ xv [m/s] で動いた。 [18 大阪医大〕

物理　運動量保存則 問4なんですけど、v₁が台に衝突して左に動くから符号はマイナスかと思い、答えを1としたのですが2でした。なぜですか？ ※右向きを正とします。

次に, 図2のように, 台の固定をはずして静止させ、台の上面に置いた小物体にのみ水 平右向きに大きさ 24 の速度を与えた。 その後, 小物体は壁Aに衝突し、台は右向きに運 動をはじめた。台と床面の間に摩擦はないものとし,台の質量をMとする。 B 小物体 Vo m 台M 図 2 Avi ① M 床面 問4 この衝突の直後の小物体の速度を v1, 台の速度をV とするとき、運動量保存の法 を表す式はどのように表されるか。 正しいものを,次の1~4のうちから一つ選び、 番号で答えよ。 1 mv. = moo=-moi+MV1 3 mv=mVi+Mo1 ② mi mvo=mv+MV1 moo=mVi+Mor

（2）の（オ）が何度解説読んでもわかりません、下線部引いた速度の話がよくわかりません お願いします

慶應義塾大-理工 (エ) 2022年度 物理 <解答> 43 斜面上では,質点には常に斜面下向きに mgsin30°の力がはたらく。 つまり、斜面下向きに見かけの重力加速度g' =gsin 30℃ がはたらいている L T=2π = 2π g' L gsin 30° とみなせる。よって、 求める周期をTとすれば,単振り子の公式から =2π (2)(オ) 90°のときの床面に対する三角柱の速度をVとすると, x軸方向 の運動量保存則から 2 gンデンサーの観 m(-vocos 30°) = (m+M) V :.V= √√3mvo 2(m+M) 08200nie ge="part また0=0°のときの三角柱から見た質点の速度の大きさを とすると, 質点の床面に対する速度の大きさは√2+V2であるので,力学的エネル ギー保存則および①から mvo +mgLsin.30°=12m(+V)+/12MBの 2 mvo+ mgL (m + M) V2 2 (m+){ m 1 1 2 1 2mvi 2 v22=vo2+gL- (m+M) √3mvo 2 (m + 10} 3mv.2 =vo²+gL- 4(m+M) =gL+ v₂ = √9L+ に m+4M 4(m+M) m+4M 4(m+M) 2 サーの電気容量は、間隔がのコン -(+)(S)- の誘電体を挟んだコンデンサーの 2 (0) (0) (0) Vo 0+0+0 Lsin 30° ・・ L m M 30° M x 30° (カ) 摩擦力は三角柱と質点の間の内力なので,x 軸方向の運動量は保存さ れる。よって、①と同じ速度になる。 . V=17 √3mvo 2(m+M) (3) 求める三角柱の加速度の大きさをα とする。 三角柱から見るとx

物理の問題です (2)です この運動の関係式をエネルギー保存則から立式したのですが、解答は運動量保存則で立式していました。 この部分の運動ではエネルギーは保存されていないのですか? わかる方問題の解説お願いします

運動量保存則についてです 下図の問題について自分が出した答えは②でしたが、 答えは①でした。 速さがVのときの物体は一体なので質量は M1+m1と予想しました。 そしてV1のときの物体は台車のみの速さなので質量 M1と予想しました。 問題文に運動量の水平方向の和は保... 続きを読む

問5がわかりません。 なぜ、衝突直後の運動エネルギー＞点Rでの位置エネルギーだと良いのですか？

+ 3 /4 D Q 問4 次に、図2のように水平な床面上の点Qに質量mの小さな物体Bを置い た。斜面をすべり落ちた質量 M の物体Aが静止していた物体Bと衝突した 後、両物体が一体となって運動した。 一体となった物体の衝突直後の速さはい くらか。 正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。 4 P H gH M gH M+m M VgH M+m B 図2 R h √2gH M Mm 2 gH M (6) √2gH M + m 閉じる >

物理です。 亀の子問題なのですが解説が運動方程式で解いているので、運動量保存則で解いて欲しいです。お願いします。

75 * 【亀の子問題】 なめらかな水平面上に質量 3mの直方体の台 Q を置き, その上に質量mの物体Pを乗せる。物体Pに速度vを 与えると, 台 Qも動き出した。 このとき、以下の問いに 答えなさい。 ただし, 物体と台との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをg とし,図の右向きを正とする。 (1) 物体Pと台 Q の床に対する加速度をそれぞれ求めよ。 P Q (2)物体Pは台 Q 上で静止した。 物体Pが動き始めてから静止するまでの時間を求めよ。 (3) 物体Pが台Q 上で静止したとき, 物体Pの床に対する速度を求めよ。 (4) (3) までの間に、 台 Q の動いた距離を求めよ。

3番の問題です。 左の式は物体の運動エネルギーなのに右辺は物体と斜面台が合わさってるのは何故ですか？

物 149 物体と動く台との運動 床 M 図のように, なめら かな斜面をもつ質量 Mの斜面台が, なめらかで水平な 床の上に静止している。 この床の上を質量m(m <M) の物体が速さで斜面台に向けて移動し, 斜面を途中ま 上り、再び床の上にもどる運動を考える。 重力加速度の大きさは g とする。 物体が最 高点に達したときの水平面からの高さをH,そのときの斜面台の速さをVとする。 床 と斜面台の間に段差はなく, 物体はなめらかに斜面台上に移動し、 斜面台から離れずに 斜面にそって運動するとする。 また, 物体と床および斜面台, 床と斜面台の間の摩擦は なく, 物体や台の運動はすべて図に示される鉛直面内で起きるものとする。 次の問いに 答えよ。 (1) 物体が最高点に達したときの斜面台の速さVをm, M, v を用いて表せ。 (2) 物体が最高点に達したときの物体と斜面台の運動エネルギーの和をm, M, vを用い て表せ。 (3)高さHをM, m, v g を用いて表せ。 (4) 物体が床の上にもどったときの斜面台の速さ V1 と物体の速さを, それぞれ m, M, v を用いて表せ。 [18 工学院大 改]

（1）で解答は力のつりあいで求めているのですが、運動量保存則で解いたら答えが違います（т-т）まず自然の長さの重力による位置エネルギーのmgd＝1/2kd＾2（弾性力による位置エネルギー）と式をたてて、k＝2mg/dと導きました。問題文にも点Pのときdだけ伸びた状態で静止し... 続きを読む

質量mの小球を軽いばねでつるしたところ, ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。 このときの小球の位置を点Pとする。重力 加速度の大きさをg とする。 (1) ばね定数をm, d, g で表せ。 (2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ、静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さをm,d,g で表せ。 eeeeeee