物理基礎の運動エネルギーなどの範囲です。 高校で物理を履修しておらず、何が何か全然わかりません。どなたか教えていただきたいです。

2. 重力下(重力加速度をg とする)で、質量mの物体を地面から高さんの場所から静 かに落とした、この時、地面から高さ1(0≤l≤ん) の時の物体の速度を、以下 のように考えて求めた。 空欄に当てはまるものを答えなさい (10点) (選択肢から選 (必要に応じて、自分で問題のイメージ図を書いてみることをおすすめ) (a)鉛直下向きを正とする。 今、物体には保存力である重力しか働いていないため、 力学的エネルギー保存則が成り立つ。つまり、地面から高さがx (0≤x≤h) であ ● 運動エネノ ダーを K (z)、ポテンシャルエネルギーをU (2) とす ると、以下の式が成り立つ。 K(x)+U(z)=(一定) (1) 今、地面から高さの時の速度をv(z)とする。 ポテンシャルエネルギーの基 準を地面とすると、上の式は K(x) + U(x)= = と求まる。 1 5m イ+mg ウ=(一定) ア と書ける。 (b) 今、高さと、その地点での速度v(x) が判明している地点は、高さんの点で ある。初期条件より、この点ではv(h)=アである。これを式 (2) に代入す ることにより、式中の(一定) の値、 つまり物体の持つ力学的エネルギーは以 下のように K(x) + U(x) = K (h) + U(h) = 1 と求まる。 (c) (2) および (3) を合わせることにより、高さでの速度v(x) が v(x) = 7 (2) 2 (3) (4)

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

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

⑵がわかりません。

【4】 下図のように, 軽いつる巻きばねの上端を傾き 0 のなめらかな斜面上に固定し、 他端に質量mの物体を 付けて斜面上に置いたところ, ばねが α だけ伸びてつ りあった。このときの物体の位置を点Aとする。さら に,点Aから斜面にそって αだけ下方の点Bまで物体 を引いて静かに手をはなす。 重力加速度の大きさを g とする。 つりあい の位置 自然の 長さ vooooooo? migsinbel VA なめらかな斜面 50 B mg img cost (1) つる巻きばねのばね定数kを求めなさい。 F=kxより mgsing=ka k=_mg sino mg a sin 0 a (2) 物体がつりあいの位置を通るときの速さを求め なさい。 力学的エネルギー保存則より otimg+/ka²=/mntoto (√ga sine)

なんで2分の1mghになりますか？

例題 9 カ学的エネルギー保存則の A 図のように,小球を点Aで静かにはな したところ,なめらかな曲面にそって, B→Cへすべったとする。 このとき,小球が点Bと点Cを通過す るときの速さB, Vc[m/s]を求めよ。重 力加速度の大きさを g[m/s°]とする。 きょくめん h (m) 号(m) B 解 小球の質量をm[kg]とし, 点Bの高さ 運動 エネルギー 位置エネルギー 重力による 点 を重力による位置エネルギーの基準水平 面とすると,各点での運動エネルギーと 重力による位置エネルギーは,表のよう A m× 0° mgh になる。 B MUB° mg × 0 点Aと点Bの間での力学的エネルギー 保存則より mu × Bu 2 C 1 m× 0°+ mgh mvB" + mg ×0 2 2 1 muB? より B = V2gh [m/s]® mgh = 2 点Aと点Cの間での力学的エネルギー保存則より 1 m× 0° + mgh = 1 -mve + mg × 2 三 2 1 mgh = 2 mu? より tc = Vgh (m/s] 2 91軽い糸におもりをつけた振り子がある。図のよう に,点Bからの高さがん[m]の点Aから, おもり を静かにはなす。このとき, おもりが点Bを通 過するときの速さ 0B[m/s] を求めよ。 重力加速 度の大きさを g[m/s°]とする。 A h [m] B H1-2 1|2 12 II

高校物理 力学 下の写真の問5についてなのですが、 式を立てるときに、初速度（点Pbでの速度）が水平右向きの速度ですが、なぜ斜面方向での初速度ではなく水平右向きの初速度を斜面である点PbR間でつかえるのですか？ 長ったらしくて申し訳ありませんが、よろしくお願いします。

2020年度 物理 29 千葉大一理系前期 ンょり、つなぎめの長さは短く, 無視できるものとする。なお, 必要があれば次 の三角関数に関する公式を用いてよい。 sin(a + B) = sin α cos β + cos a sin B cos(α + B) = cos a cos B - sin a sin B 小球 肌 0 P Qa L レール A 小球さ) きる消すさ 0B る 問 の さ 0 0 Ps) QB 0 R 10 L L 2 2 L レールB 図 はじめに,レール A上で, 水平部分からの高さがPaR間の高低差んと同じで ある点0。で小球を静かにはなす。

エネルギー保存則と力学的エネルギー保存則の違いはなんでしょうか？

物理基礎の運動エネルギーのところでW=Fxcosθの cosθってどうどことどこの力の関係¿の角度を考えればいいんですか?