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物理 高校生

写真の問題についてですが なぜ(2)(3)でエネルギー保存則を用いることができるのですか?Pがばねに衝突したときに発する音や熱などの保存力以外が生じることから、エネルギー保存則は崩れるのではないでしょうか?

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。 △△ (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。 解 (1) P がばねを押し縮めると同時に, Qは (2) 力学的エネルギー保存則より 2 1/2mv ² = 1 {mv²³ + 1 Mv² + 1/2kl² ばねに押されて動き出す。 ばねが最も縮 んだときとは Qから見て接近してくる Pが一瞬静止したときでもある。 つまり、相対速度が0となるときだ。 し たがって、このとき Qの速度もである。 AUTO200 運動量保存則より mv=mv+Mv 地面から見た温度 トク 2物体が動いているとき, "最も..... は相対速度に着目 ちょっと一言 Uを消去して整理すると 2次方程式の解の公式より u= Qから見た Pの運動 V=- m u=- P m+M m+M Vo m m+M -Vo 1% ・vo mM :: 1=v₁₁ k(m+M) k 止まった) (18) 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 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し ることもできる。 (3) Q の速度をU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P発射 -mvo´ 2-1/23m²+1/2 MU2 (U2) ….….…. ② (m+M)u²-2mvou+(m_M)vo² = 0 05 相対速度 0 P.Qの速度は同じ 1このとき、相対に。 M u=v 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 (1 いているはず) 20 V. m-M

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理科 中学生

至急お願いしたいです この問いの(8、9)の解き方がわかりません 答えは(8)0、38秒(9)53、1cmですなぜこの答えになるのでしょうか

(1) (2) 平面を滑る台車の運動のようすを調べる実験を行った。 おもりは床についたあとは弾んだりせず、台車 の運動状態に影響を与えないものとする。 また、摩擦による影響はなく、台車は滑車に衝突しないものと して、以下の問いに答えなさい。 Ⅰ 図1のように1秒間に60回打点する記録タイマーの記録テープをつけた台車、および滑車と糸のつい たおもりをセットした。 ⅡI 台車から静かに手を離すと、 おもりの重力により台車が引っ張られて動き出した。 台車が点 0 を通過し た瞬間から記録タイマーのスイッチを入れて、記録テープに記録した。 Ⅲ 運動後、記録されたテープを6打点ごとに切り、図2のように順に貼り付けた。 なお、記録テープのaの 最初の打点は位置 0 での打点で、 位置 0 での速さは35.0cm/s)であった 各テープの長さを測ったところ、下の表のようになった。 121 Abd 記録タイマー 区間 長さ(cm) O 0.1 a 7.00 糸 おもり b 12.00 C 17.00 おもりが床についた後の台車の運動を何というか。 (3) この記録タイマーで3打点する時間は何秒か。 (4) 区間の平均の速さは何cm/sか。 図2 17/12 a b c d e f おもりは静止している状態から真下に落下していった。 この運動を何というか。 04 d 21.60 22.50 9.6 f /22.50 (5) (2) の運動をしている台車にはたらいている力を表したものとして最も適当なものを次のア~エから選 び記号で答えなさい。 (6) おもりが床についたのは区間 af のどの区間か。 a~ f から記号で選び答えなさい。 イ (7) 区間 a~b の間について、 台車がこのまま加速を続けたとしたら、1秒間で台車の速さは何cm/s 増加 するか。 (8) O (9) 10 車が点を通過してからおもりが床につくまでの時間は何秒か。 台車が点0を通過したとき、 床からおもりまでの高さは何cmか。 図3のように図1と同じ重さのおもりをもう一つ糸で 図3 つり下げてから静かに手を離し、同様に実験を行った。 記録テープはどのようになるか。下の図のア~エから 選び、記号で答えなさい。 a bed ef abcd e f abcdef 別のおもり abcd ef

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