（2）でなぜ力学的エネルギーを求めるのに運動エネルギーの差を求めるのかが分かりません。また、「位置エネルギーは、衝突の前後で変化しない」とありますが、それはなぜですか？

基本例題8 平面上での合体 基本問題 34, 39,45 図のように、なめらかな水平面上で, 東向きに速さ2.0 北 08 m/sで進んできた質量 60kgの物体Aと, 北向きに速さ 3.0 A m/sで進んできた質量 40kgの物体Bが衝突し, 両者は一体 となって進んだ。 次の各問に答えよ。 平水 △ (1) 衝突後, 一体となった物体の速度を求めよ。 (2) 衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。 衝突前のB 40×3.0kg・m/s 120√2kg・m/s 45° 東 衝突前のA 60×2.0kg・m/s 基本例題 9 衝突と力学的エネルギー 2.0m/s (60+40) v=120/2 指針 (1) 運動量保存の法則から, 衝突 x (60+40) と表され, 運動量保存の法則 前後で, A,Bの運動量の和は等しい。 (2) 衝突前後の力学的エネルギーの差を求める。 解説 (1) 衝突前後における A, Bの運 動量の関係は,図のように示される。 衝突前の A,Bの運動量の和(大きさ)は,1202 kg･m/sとなる。 衝突後, 一体となった物体の 速さをvとすると, 衝突後の運動量の大きさは, 北東 北 60kg 833denk B 3.0m/s 40kg 300-144=156 J 力学的エネルギー v=1.2√2=1.2×1.41=1.69m/s 向きは,衝突前の運動量の和の向きと同じで, 北東向きである。 1.7m/s 北東向きに 東 (2) 衝突前のA,Bの運動エネルギーの和は, 1/12×60×2.02+1/12/3×40×3.02=300J 衝突後のA,Bの運動エネルギーの和は, 20,8-1 1/12 ×(60+40)×(1.2√2)=144J K = 5m² 位置エネルギーは, 衝突の前後で変化しない。 したがって, 失われた力学的エネルギーは, 1.6×10²J 位置エネルギーの運動エネルギ = mgh (=(x) + = my?

物体系、保存則の問題です。 回答は2枚目の写真になりますが、 ②の力学的エネルギーの式に疑問があります。 滑らかな水平面上で、自然長から距離lだけバネを押し当てた時に、既に右側に速さがあると考えないのは何故でしょうか？ よろしくお願い致します。

以下, 滑らかな水平床面上でのこととする。 79** 質量MのQにばね定数kのばねを取り付け, 質量mのPをばねに押し当てて,自然長から 縮んだ状態にし,手をはなす。 ばねから離れた後 のPの速さを求めよ。 9 Pm k 0000000円 Q M

この式の意味がわかりません。 垂直抗力からなぜ重力を引くのか教えてください。 お願いします🤲

gl 89 (1) 2.8m/s (2) 直前 : 5.9 N, 直後 : 2.0N センサー 37 V 4 センサー 39 (1) 点Bを通過するときの小物体の速さを [m/s] とすると, 力学的エネルギー保存の法則より 水平面BCを重力による 位置エネルギーの基準面として、 1/2 ×0.20×0°+0.20×9.8×0.40 =1/3×0.20ײ+0.20×9.8×0 ゆえに (2) 地上から見た場合, B を通過する直前において, 求める力 (2) 最下点Bを通過する 直前に小物体にはたらく力 は重力と垂直抗力で円運 動の運動方程式を立てる。 なお、小物体から見た場合 で考えて、重力, 垂直抗力. 遠心力の力のつり合いの式 を立ててもよい。 の大きさを N〔N〕 とすると, 円運動の運動方程式より, 2.82 0.20 x = N1 - 0.20 x 9.8 -= N₁ - mg m V で 0.40 ゆえに,N=5.88 = 5.9IN] また, B を通過した直後に B を通過した直後において、求める力の大きさをN2〔N〕 とす 小物体にはたらく力は重力 ると, 鉛直方向の力のつり合いより, と垂直抗力で,力のつり合 N2 -0.20×9.8=0 力を考えて半優方 いの式を立てる。 ゆえに,N2=0.20×9.8=1.96 ≒ 2.0[N]す 122

答えはあるのですが途中の過程がわからないので、教えていただきたいです。

4. 以下の問いに答えよ (重力加速度の大きさはことわりがないかぎり 9.8 [m/s*] とする) (1) 質量 0.4[kg] のボールを地面より 20[m/s] の速さで鉛直上方へ投げ上げた。 最高点の地面からの高 さを求めよ。 ただし、重力加速度の大きさを10[m/s]として、力学的エネルギー保存則より求めよ。 20.1kg (2) 質量 0.10kg]の小物体をなめらかな斜面上で、 10[m]の高さのA点から初速度0[m/s]ですべらせた。 ①B 点を高さの基準とすると、 A 点で物体がもつ重力による位置エネルギ ーを求めよ。 AQ 10m ②物体が B点に達したときに物体が持つ運動エネルギーを求めよ。 また 速さを求めよ。 (3) 高さ25[m]のところで静止していたジェットコースターが坂を下りはじめ、高さ5.4 [m]のところを通過 した。 ジェットコースターと搭乗者の質量の合計を1000[kg]とする。 ① 高さ 5.4 [m] でのジェットコースターが持つ運動エネルギーを求めよ。 ② このときのジェットコースターの速さはいくらか。 (4) 摩擦のある水平な平面上で、 質量 4[kg]の物体を5[m/s] の速さで滑らせるとある距離すべって止ま った。 失われた力学的エネルギーを求めよ。 (5) なめらかな水平面上で、 ばね定数 8 [N/m] のばねの一端を固定し、 他端に質量 2[kg]の物体を取り 付ける。 ばねを 0.5 [m] 引っ張ってはなした。 ① ばねが 0.5[m]伸ばされたときに蓄えられるエネルギーを求めよ。 ② ばねが自然長になったときのおもりの速さはいくらか。 ③ ばねが自然長より0.3 [m] 伸びた所を通過する瞬間のおもりの速さはいくらか。 (6) 4 [m/s] の速さで動いている質量 2[kg]の物体に、 物体の進んでいる向きに 3 [N]の力を加えながら [m]動かした。 この物体の速さはいくらになるか (7) 摩擦のある水平面上に質量 10[kg]の物体をおき、水平方向に引いてゆっくり 5[m]動かすとき､次の 各力のする仕事を求めよ。 ただし、 物体と水平面との動摩擦係数を0.4 とする ①引く力のする仕事 ② 重力のする仕事 ③ 動摩擦力のする仕事

なぜ、ここにθがあるのかが分かりません。

出題パターン 25 曲面上の円運動 点Aで質量mの小物体を静かに放した場合 の運動を考える。重力加速度の大きさを!! とす 物体が点 R (LAPR=0) を通過するときの速 さぁ (1) であり、面から受ける垂直抗力 は (2) である。がある値より小さい場合 は、物体は点Sを通過したあとも、しばらく面 上をすべる。 Q B そして、ある点T (LSQT = 9) に達したときの速さを1とすると､点で 物体が面から受ける垂直抗力は(3) となる。 そして4=Pの点T で面から離れて空中に飛び出したとする。 このとき cos Po=(4) という関係が成り立つ。 また点 To で面から離れるときの物 体の速さをg, a b で表すと (5) となる。 解答のポイント! 面から離れる垂直抗力N=0の条件を活用する。 解法 (1) 求める速さは,力学的エネルギー保存則 より (図7-9), (高さ0の点はSにとる) A P 1 mga= mvi'mga (1-sin0 ) 2 点A 点 R ,,=v2gasino ①袋 (2) 図 7-9のように点Rを通過する瞬間を回る 人から見て、円運動の解法3ステップで解く。 図7-9 STEP1 中心は点P, 半径は, 速さは D, である。 STEP2 遠心力を図7-9のように作図。 STEP3 回る人から見た半径方向の力のつりあいの式と①より Vi 垂直抗力N=m + mgsino=3mgsino a 86 漆原の物理 力学 R Po 遠心力 m2/2² R 4 N₁ 18 8 asine 中心 a

この問題で、なぜ運動量保存則を使うのが分かりません。 参考書では力積と運動量の範囲をしてるし、下に運動量保存則を使うと書いていたり、外力がないから運動量保存則を使うとかは分かるんですが、 初見問題でこの問題出された時に絶対運動量保存則が出てくる自信がありません。 外力が0だ... 続きを読む

出題パターン 22 分裂 質量Mの台がなめらかな床にのっ * P mo ている。 図のように、ばね定数んの 質量が無視できるばねが台上に置かれ, M ばねの左端は台に結びつけられている。 いま、ばねを自然の長さからxだけ静かに押し縮め ばねの先端に質量 の小物体Pを置き, すべてが静止している状態で放した。 すると小物体 Pはばねが自然長になったところでばねから離れた。 その瞬間の、 小物体P および台の速度(右向きを正) を求めよ。 重力加速度の大きさを」とする。 解答のポイント! Wii 分裂中にPと台以外の外部から水平方向の外力は加わらないので、水平方向 で運動量保存則が使える。 また, 面はなめらかで,動摩擦力などの「非保存力」 が仕事をしないので力学的エネルギー保存則も使える。 また、衝突以外のこのような問題になると運動量保存則を思いつけなくなる人 が多い。 要は衝突であろうと分裂であろうと、 着目物体の外から外力が加わらな ければ運動量保存則は使えるのだ。 知って その他の分裂の例 -=1.010 V M-m ぶん M れつ m <文字通り物体が分裂! MV=(M-m)u+mv' 0=MV+mv 全体静止 ぶん れつ M <水平方向に外力はないので、水平方向の全運動量は保存する〉 図6-10 m 図 6-9 STAGE 06 力積と運動量 75

この問題でなぜ、力学的エネルギー保存則を使うのかが分かりません。 題名に力学的エネルギーの保存と書いていたから、非保存力は仕事をしないから立てれたんですが、初見問題で出てきたら 力学的エネルギー保存則を立てれる自信が無くて、他に力学的エネルギー保存則を使う時の理由ってありますか？

出題パターン 19 力学的エネルギーの保存 ○ 図のようになめらかな水平面となめらかな斜面を接続し、左端の壁に質量 の無視できるばねを固定する。質量mの小球Aをばねに押しつけて,αだ け縮めて静かに放すと, 小球Aはばねが自然長になったところでばねから 離れ、そのまま床の上を進み,B点を通過して斜面をすべり上がり,斜面を 飛び出して最高点まで上がり、床に向かって落ちた。 重力加速度の大きさをg, ばね定数をん, 斜面の端C点の高さをん,斜面 の傾きを45°とし、空気の抵抗は無視できるものとする。 h A B mo 45° (1) 小球A がばねから離れたときの速さ vo を求めよ。 (2) 小球AがC点に達したときの速さ を v を用いて表せ。 (3) 小球Aが斜面をすべり上がって C点を飛び出すためのαの最小値を求 めよ｡ (4) 小球AがC点を離れ, 最高点に達したときの高さLをvo を用いて表 せ。 解答のポイント! 小球は終始一貫して 「非保存力」 からの仕事を受けていないので力学的エネル ギー保存則が成り立つ。 特に放物運動においては、水平方向は等速度運動なので、 最高点での速さがC点での速度の水平成分の大きさと同じことを利用しよう。 解法 速さ (1)(2) 次ページ図 5-11 で アイウにかけて、 非保存力は仕事をしていない(垂直抗力は常に移動方 向と垂直であり仕事は 0, ばねの弾性力や重力は保存 力である)。また,各点での速させ、高さん伸び縮 みX を明記する。 高さ 伸び 縮み

157番です。解説の波線部がわかりません。なぜ張力がつり合うと一体とみなせるのでしょうか？

1.0m・0.5.x 76 Ⅰ章 力学Ⅰ 157. 滑車と力学的エネルギー図のようになめらかに回 転する軽い定滑車にかけた糸の両端に,質量 2.7kgの物体A と質量 2.2kgの物体Bを結ぶ。 A,Bを同じ高さで支え,静 かに支えを取ると,Aは下向きに,Bは上向きに運動を始め る。はじめの位置を重力による位置エネルギーの基準とし, 2.0m 移動したときについて,次の各問に答えよ。ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) A,Bの重力による位置エネルギーの和はいくらか。 (2) A,Bの速さはいくらか。 158. ばねの縮み 図1のように, なめらか な水平面上にばね定数kのばねが置かれ, Vo 端が固定されている。 質量mの物体が速さ ひでばねの他端に衝突した。 (1) 図2のように, ばねがxだけ縮んでいる ときの, ばねの弾性エネルギーはいくらか。 (2) (1) のときの物体の速さはいくらか。 (3) ばねが最も縮んでいるときのばねの縮 例題20 みはいくらか。 図 1 図2 m 2.0m B A 自然の長さ 10000000000 m x 2.0m

かっこの3わかる人いませんか！！

0 )B A (4) 次の文中の空欄にあてはまることばをそれぞれ書け。 Bのような動滑車を使って仕事をしたときは, 動滑車を使わずに同じ仕事をしたときと比べて、 仕事の大きさは①が,加える力が② ]という利点がある。 6 図のように, ある質量の動滑車に3kgのおもりをつるし,ばねば かりを20cm引き上げた。 このとき, ばねばかりは16Nを示していた。 ただし, 摩擦や空気の抵抗, ひもの質量は考えないものとする。 (1) おもりが引き上げられた距離は何cmか。 ばねばかり 20cm (2) おもりがされた仕事は何Jか。 (3) 実験に用いた動滑車の質量は何gか。 110 10 力学的エネルギー 20cm÷2=10cm P.116~118 練習問題 30N × 0.1m = 3J もりにはたらく重力の合計は,16N ×2=32N ばねばかりは16Nを示したので、動滑車とお ① | エネルギー ②仕事 15 4位置エネルギー おもりにはたらく重力は30Nだから、動滑車 にはたらく重力は, 32N-30N = 2N。よって、 7 運動エネルギー (1) 2.0cm 12位置エネルギー ひも 動滑車 p.114~119 6 大き ( おもり 6 (1) おもりがA点から ルギーは減少し, は減少するが, 速さ ね! り変わへ (4) 位置エネルギ

なぜ、高さ0の点はSをとるのかがわかりません Rまでしか行ってないので、Rを基準点として考えないんですか？

出題パターン 25 曲面上の円運動 点Aで質量mの小物体を静かに放した場合 の運動を考える。重力加速度の大きさをg とす る。 物体が点 R (LAPR=0) を通過するときの速 (1) であり、面から受ける垂直抗力 B は(2)である。がある値より小さい場合 は,物体は点Sを通過したあともしばらく面 上をすべる。 Q そして,ある点T (LSQT = 9) に達したときの速さを2 とすると, 点Tで 物体が面から受ける垂直抗力は(3) となる。 そして = の点T で面から離れて空中に飛び出したとする。 このとき cos = (4) という関係が成り立つ。 また点T で面から離れるときの物 体の速さをg, a b で表すと (5) となる。 解答のポイント! 面から離れる垂直抗力N=0 の条件を活用する。 解法 98-T IS (1) 求める速さは,力学的エネルギー保存則 AI P より (図 7-9), (高さ0の点はSにとる) 9 1 mga= mvi+mga (1-sin0) 2 J 点A 点 R V₁ = √2ga sin 0 ① 答 遠心力 mg m a (2) 図 7-9 のように点Rを通過する瞬間を回る 人から見て,円運動の解法3ステップで解く。図7- A R 8 a: S No T N1 RO 201 asino 中心 a