なんでここmgcosθになるんですか？どう考えてもmgだと思うんですけど。

ME 130 鉛直面内での円運動 右図のように、長さLの軽い棒の一 端に小球をつけ、 点0 を中心に鉛直面内で円運動をさせたい。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 最下点での速さをvとすると, 最高点での速さはいくらか。 (2) 小球を1回転させるためには ひ をいくらより大きくすれ ばよいか。 (3) 棒の代わりに,糸を用いて1回転させるためには, v はいくら以上であればよいか。 センサー 37 396 4のやつ 131 慣性力 エレベーターの中で,質量 50kgの人が体重計に のっている。 次の場合、この人が体重計から受ける力は何Nか。 (1) エレベーターが2.0m/s の一定の速度で上昇している場合 も(2) エレベーターが鉛直上向きに0.98m/s2 の加速度で運動してい 37 る場合 (3) エレベーターが鉛直下向きに 0.98m/s' の加速度で運動してい る場合 ヒント 130 糸の場合、 最高点で張力 T≧0として考える。 132 加速する電車内での落下運動 水平方向に加速度の大 fきさがα〔m/s²] の等加速度直線運動をする電車内に,質量 [m[kg]のおもりを軽くて伸びない糸でつるした。糸は鉛直 方向から傾き,電車の床からおもりまでの高さは h〔m〕 と なった。重力加速度の大きさをg〔m/s〕とする。 (1) 糸にはたらく張力の大きさを求めよ。 (2) (1) の状態で糸が切れたとき, 電車内の観測者から見たおもりの運動を答えよ。 (3) 糸が切れてから、おもりが電車の床に落ちるまでの時間を求めよ。 センサー 38 131 エレベーター内から見た場合,慣性力=-maがはたらく。 Vo センサー 38 0 m 9 円運動

（C）がわかりません。

2πx 入 1. 質量mの質点の一次元運動を考える。 位置æにおけるポテンシャルエネルギーがU(x)=-Acos であるとする (A,入 は正の定数)。 質点にはこのポテンシャルエネルギーが与える保存力以外の力は働かない。 (a) 位置æにおいて、 質点に働く力を求め、 運動方程式を書き下せ。 (b) ここでは前問で求めた微分方程式を解かずに、力学的エネルギー保存から質点の運動を考察する。 運動方程式の両 辺にをかけた式から、 力学的エネルギーが保存することを示せ。 (c) 位置æにおける運動エネルギーをT (x) とする。 ある時刻にæ=0に存在した質点の運動エネルギーがT(0) <A の 場合と T (0) > A の場合について、それぞれU(x)、T(x)、E=U(x)+T(x) を図に示し、 加速度が最大となる位置、 0 となる位置、 最小となる位置を示せ (符号も考慮して最大値と最小値を求めること)。

③で速度を分解した時になぜ水平方向しか考えないのですか？

② 3 4kg 2kg 5m/s (1)e=0 完全非弾性衝突 ◎全エネルギーが吸収 (2)≦e≦1 非弾性衝突 エネルギー損失あり 10kg 5m/s (1) ?m/s 3年 物理 1. 反発係数 ①反発係数を おかえり (1) 衝突後の速度が 「衝突前の何倍になるか｣ を表した値は、(はこの 後亡 (2) 衝突後の速度は方向が逆になるため負の値 になる。e の値が負にならないように マイナスを掛けている。 ②e の値の範囲 (3)e=1 (完全)弾性衝突 エネルギー損失なし 30° 6m/s mcose() である。 その 10m/s 72m/s 60. ると、 直抗力の大きさをN 方向の力 (1)e=? e=0.4 (2)AE=? 水平方向のみに確 (1)e=? 授業プリント (2)AE=? (2)AE=? MON 物体にはたらく静止摩 のつりあいより 向き以意!! No.15 (1) e = 0 前 10m/s ******** ペタッ! 後 0m/s (1)(式) 前 10m/s de Ć |完全非弾性衝突 105m/s -5 10 非弾性衝突 問1 ? の値を求めよ。ただし右向きを正とする。 ▲Eは衝突前後の力学的エネルギー変化を表す。 (1)(式) (1) ==-0.5 10.51:05 ~反発係数 ① ~ p.48~54 (+) (ALLZ 211754 OFF はねかえら かいもの =-0.5 10.51=0.5m |0 ≤e ≤ 1 (1) (2) 0 <e < 1 前 10m/s (答)(1)_ 後 8m/s e (2) 二 e=- M V 122 ✓ボールをイメージ Fare!! Tel (3) e = 1 前 前 10m/s Sand 後 10m/s (2X) 1/12/12.25-12/12-2-100=-75 2015 (2) -75J (完全)弾性衝突 3 = 0.4 (2)(IT) ₁ (0.4 — = 160.25 =-405 e 2.2物体の 相対速度に 衝突前 A (答)(1) 2.0m/s(2)-105丁 (1)(式) 6ce60° 6 & 2-3 7213 120030 (2)式)÷36-22244-144=72-288 3 (答)(1) (2) -216g A 問23 (1) (

この問題の(4)なんですが力学的エネルギー保存則を用いて解いていますが、自分は放物運動の鉛直方向の考えを利用して解きました。 質問がそもそも自分の考え方でこの問題が解けるのか、 解ける場合何が間違っているのかを教えて欲しいです。

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 a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。2009 140 重力加速度の大きさをg, ばね定数をk, 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。 工学 A NES mo NOS- B C h L ** 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vo を用いて表せ。 0 (E) N (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 a の最小値を求 めよ｡ NPMS (4) 小球AがC点を離れ, 最高点に達したときの高さLをv を用いて表 RA[/² EXI せ。 平 SI-A リビ団子 ちも大公平木りおち私の息

(2)の解説でわからないところがあります。 分裂後のA、Bの運動エネルギーの和は、下の(b)の公式を用いて求めたものですか。

184. ばねと分裂 質量 1.0kgの台車Aと, おもりをの 1.0kg せて質量 2.0kg にした台車Bを, 押し縮めた軽いばねを はさんで糸でつないで静止させる。 糸を静かに切ると Aは速さ 1.0m/s で左向きに動き始めた。1.0m/s (1) 台車Bはいくらの速さで動き始めるか A (2) ばねがたくわえていたエネルギーはいくらか。 例題23 A 184. ばねと分裂 解答 (1)0.50m/s (2) 0.75J 指針 AとBは内力 ( ばねの弾性力) をおよぼしあうだけであり, 分裂 前後において, AとBの運動量の和は保存される。 また, このとき, 保 存力(弾性力)だけがA, Bに仕事をするので, 分裂の前後において, 学的エネルギーの和は保存される。 解説 (1) 台車Bの速さをひとし, 右向きを正とする。 運動量保存 の法則, m0+m202=m1vi'+m202' の関係から, 1.0×0+2.0×0=1.0×(-1.0)+2.0×v v = 0.50m/s (2) 分裂の前後で, 力学的エネルギーの和は保存される。 すなわち, ば ねがたくわえていたエネルギーは, 分裂後のA,Bの運動エネルギー の和に等しい。 (1) の結果を利用して, 1 · x 1.0×1.02+ - ×2.0×0.502=0.75J 2 2 [1000円 B 700円 2.0kg (18) 000 B AとBを1つの物 と考えるとき, 間に まれたばねの弾性力 力となる。 したがっ 物体系全体の運動量 存される。 (1) はじめにA, 静止しており, 速度 ずれも0である。 き Bは右向きに弾性 けるので, 分裂後, 右向きに運動する。 (b) 弾性力のみが仕事をする運動 ばねにつなが000000 れた物体がなめらかな水平面上を運動するとき, 垂直抗力は仕事をしないので,次式が成り立つ。 (0) 1/2mv²+1/2/kx²=1/1/2mv²+1/23kx²…. 12 00000DDDL 自然の長 [00]

(1)についてわからないところがあります。 衝突する直前のBの重力による位置エネルギーはどうして、mgDにマイナスがつくのですか。

164. 連結された物体と摩擦■ 図のように,粗い水平 面上に置かれた質量Mの物体Aが, なめらかな滑車 を介して,質量mの物体Bと軽い糸でつながれている。 Bを静かにはなすと, Aが距離Dだけすべり、水平面 上に固定された軽いばねと衝突して, ばねをxだけ押し縮め, 物体A, Bの運動が停止 した。 Aと面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 この運動につ いて,次の各問に答えよ。た熱が (1) Aがばねと衝突する直前の, 物体AとBの運動エネルギーの和と速さを求めよ。 (2) Aが A M ネルギーの変化を, m, M, D, x,μ, g を用いて表せ。 164. 連結された物体と摩擦 100000004 D→ B ばねの弾性力による位置エ 衝突してから停止するまでの間において, 解答 (1) 運動エネルギーの和: (m-μM)gD, 速さ: 2(m-uM)gD M+m (2) (m-μM)g (D+x) 指針 AとBの力学的エネルギーの和は,Aが動摩擦力からされた仕 事の分だけ変化する。 Bは高さの変化する運動をするので,重力による 位置エネルギーは, 運動の前後で変化する。 ばねに衝突して停止したと き, 速さは0であり,AとBの力学的エネルギーの和は, ばねの弾性力 による位置エネルギーと重力による位置エネルギーのみである。 解説 (1) Bの最初の高さを重力による位置エネルギーの基準とし Aの重力による位置エネルギーをUAとすると, 最初のAとBの力学 的エネルギーの和は UA となる。 衝突する直前のBの重力による位置 エネルギーは-mgDであり,このときのA,Bの速さをvとすると, 衝突直前の力学的エネルギーの和は、 1/23M2+ /1/2 -Mv² + mv² +U¯mgD ある。また, Aが受ける垂直抗力はMg なので、 動摩擦力の大きさは m (和歌山大改) 糸の張力は, Bに負の仕事を AとBを一体 その仕事は0c AとBは静 ら運動を始め 初の運動エネ ずれも0であ Aの運動は高 ないので, A る位置エネル である。 なお 連結されて運 ので, 速さは

なぜ自分の解答はダメなのでしょうか？

第6章■仕事と力学的エネルギー 59 リード C 113 仕事 あらい水平面上に質量mの物体を置き, 壁との間をばね定数kのばねでつないだ。 ばねが自然の長 さの状態から、 手で水平に物体に力を加え, ばねの伸びが xになるまでゆっくりと引き伸ばした。 手によってなされた仕事Wはいくらか。面と [センター試験 改] 物体の間の動摩擦係数をμ',重力加速度の大きさをgとする。 k mm m

先程に続いてこれも解いたんですけど、確認したいのでどなたかお願いします

図1のように、質量が3mの小さな物体1が初速度v0(>0) で一様な摩擦のある区間A→B を進み、 時間 T が経過した後に速度 で点Bに到達し、質量がmの静止している小さな物体2と完全弾 性衝突 (力学的エネルギーが保存される衝突) した。 点Bより右の水平面や斜面はなめらかである とする。 物体の進行方向を軸正方向、また重力加速度の大きさを」として以下の空欄を整数か既 約分数で埋めよ (速度が負の時 「æ 軸負方向に進む」 を意味することに注意)。 (i) 区間 A→B における動摩擦係数は器の (4) 倍であり、 また区間 A→Bの長さは voTの (5) 倍である。 (ii) 衝突の過程における運動量保存則と力学的エネルギー保存則から、 衝突後の物体1の速度が vo (6) 倍であり、物体2の速度がvの (7) 倍であることがわかる。 (ii) 衝突した後、物体2は斜面上の点Cまで到達し、その後下降を開始した。点Cの高さは (8) 倍である。 物体 1 x 軸正方向 物体2 B 高さ Figure 1: 物体1と物体2の衝突。 摩擦があるのは区間 A→B のみである。

一応解いたんですけど、どなたか確認のため解いてくれませんか

図3のように質量mの物体1がy軸正方向に速さで進行し、 静止した質量 3mの物体2と斜め に衝突し、角度 01 = ²/3 と 02 = ™/6で散乱され、物体1は速さ 重力の効果は無視して以下の空欄を整数か既約分数で埋めよ (速さは 「速度の大きさ ( 0 ) 」 であ ることに注意)。 (i) 運動量保存則から Vivo の (15) 倍であることがわかる。 (ii) この衝突によって失われるエネルギーはm² は主に熱エネルギーに変化する。) V1 Vo y軸 0 VL になった。 に物体2は速さ 倍である。 (この失われたエネルギー (16) x軸 Figure 3: 平面上の2物体の斜め非弾性衝突 (力学的エネルギーが保存しない衝突)。

物理の問題です。分からないので教えてください。お願いします。

図のように水平面Aと,この面と0の角をなす平面Bがある。 この二平面に垂直な 平面をx面とし,この面内で二平面AB の接している点を原点とし水平方向をx軸, 鉛直方向を軸とする。 y軸上のy=hの点からボールを時刻 t=0 に, x面内で水 平方向に初速度vo (0) で投げる。 重力加速度をg, tand 1/2 とする。 時刻 tのボールの座標はx=(ア), y = (イ)である。また, ボールの 高さyをxの関数で示すとy=(ウ) となる。ボールが斜面とぶつかる点のxの 値はx=( I である。 A H 06 SMO h オ 図のような三角台の斜面を小球が滑り始めた。 三角台と地面の間に摩擦はないが, 斜 面と小球の間には摩擦がある。小球が滑り終わるまでの間で成り立つものを、次の選 択肢から1つまたは2つ選べ。 (オ) ① 2物体の水平方向の運動量の和は保存する。 (2) 2物体の鉛直方向の運動量の和は保存する。 (3) 2物体の斜面方向の運動量の和は保存する。 (4 2物体の力学的エネルギーは保存する。 ⑤ 小球のみに注目すると, 力学的エネルギーは保存する。 ⑥ ①~⑤ いずれも保存しない。 Vo ウ 8 = ・B