学年

質問の種類

物理 大学生・専門学校生・社会人

物理の問題です。 解説してもらいたいのですが、なぜ積分をするのですか?高校物理取ってなくて分からないところだらけなのです。解説お願いします。

[1] 図のように、斜面方向下向きにX軸 (単位:m) をとり,傾斜角0 (単位: rad) の斜面上の最下点からの距離 (単位:m) 最下点を通る基準水平面か らの高さん (単位:m) に原点Oをとる。 半径R (単位:m), 質量M (単位: kg) の剛体球が,時刻 t0Bに点Oから初速0m/sで降下する。 重力加速度 の大きさを(単位:m/') とし, この運動において、力学的エネルギー保存則 が成り立つものとする。 このとき, (1)~(6)に答えよ。 X 剛体球 h まず,剛体球と斜面との間の摩擦が無視できる場合について考える。 (1) 剛体球と斜面との間の摩擦が無視できて、剛体球が回転することなく滑って斜面上を降下するとき、この剛体球の並進運動 の運動方程式を書け。 (4) 斜面上を滑ることなく転がる剛体球の角速度の大きさ : w= であることを説明せよ。 次に, 球と斜面との間の摩擦が無視できない場合について考える。 剛体球と斜面との間の摩擦が無視できないとき,剛体球は 滑ることなく転がって斜面上を降下した。 1=MR² -MR2 であることを示せ。 (2) 半径R (単位:m) 質量M (単位:kg) の剛体球の慣性モーメントⅠ (単位:kg'm') が, I = ただし, 半径r (単位:m), 質量m (単位:kg) の薄い球殻の慣性モーメントが -mr² (単位:kg・m) であること, 半径r (単位:m) の球の表面積が 4πr2 (単位:m') であり、体積が -TTT" (単位:m) であることを、 それぞれ用いてよい。 3 4 3 (3) 剛体球が点Oで静止している状態からの剛体球の質量中心Cの周りの回転角をゆ (単位 : rad) とする。 剛体球と斜面との間 の摩擦力の大きさを F (単位:N) として,この剛体球の運動方程式を並進運動と回転運動に分けてそれぞれ書け。 de のとき、この剛体球の斜面方向の速さ : v=Rw (単位:m/s) dt (5) (3)の並進運動の運動方程式と回転運動の運動方程式を連立して, この剛体球の斜面方向の並進運動の加速度の大きさが gsin0 (単位:m/s) で与えられることを示せ。 5 (6) この剛体球が斜面上を滑ることなく転がるとき, 最下点におけるこの剛体球の斜面方向の並進運動の速さ V(単位:m/s) が V = -gh (単位:m/s) で与えられることを示せ。 10 7

回答募集中 回答数: 0
理科 中学生

(2)でなぜ答えがウになるんですか?後、グラフの平らの部分が同じ速さになる理由がわかりません。それと解説の位置エネルギーは角度を変えても変わらないってのと、ものさしに衝突するまでの速さは変わらないのに、台車が斜面と水平面の境を通るまでにかかる時間が短くなるってのが意味分かり... 続きを読む

7 速 さ 時間 1 図のように、質量400g の台車を5cmの高さから 静かに手をはなし, 本の間 にはさんだものさしに衝突 させ、ものさしが押しこまれた距離を調べた 次に台車の質量や台車から手をはなす高さを いろいろに変えて, 同様の実験を行った。 表 はその結果をまとめたものである。 ただし, 台車はものさしに衝突したあと停止し, 本は動かず, ものさしはまっすぐに押しこまれた。 〈岩手〉 コ) 質量480gの台車を使って, ものさしを15cm押しこむには, 台車から手をはなす高さを何cm にすればよいか。 また, 台車から手をはなす高さを20cmにして, ものさしを15cm押しこむに 25cm 質量 600g は、台車の質量を何gにすればよいか。高さ30cm 」 斜面と水平面の境の位置は固定したまま, 斜面の角度を大きくした。 質量400gの台車を5cm の高さから手をはなしたとき, 手をはなしてからものさしに衝突する直前までの時間と, 台車の 速さとの関係を表すグラフはどうなるか。 次から選べ。 ただし, 破線 (------) は, 斜面の角度を変 える前のグラフを実線(-) は斜面の角度を大きくしたあとのグラフを表している。 ①速 ウ 速 エ 手をはなす 台車の高さ。 水平面・・ 0 時間 台車 斜面の角度 質量 10:5=X=15 5火=150 x 30 時間 400g 480g 5560g 斜面と水平面の境 速さ 16 Gbelah 5cm 2.5 3.0 3.5 時間 ものさし to th 高さ 10cm 5.0 6.0 7.0 15cm 7.5 9.0 10.5 20 10 12 400:10=x=15 10x=6000 X = 600 宣けまべて同じ

解決済み 回答数: 1