(4)ってx。が0より大きくないと行けないのは分かるんですが、{mgsinθ-‪√‬（mgsinθ）²＋2mgkLsinθ}/kが負になるのはどうやったら分かりますか？

必修 基礎問 18 力学的エネルギー保存の法則 図のように,下端が固定されて自然な長さになって いるばね定数kの軽いばねが,傾きのなめらかな斜 面に沿って置かれている。 いま, ばねの端から斜面に 沿って距離Lだけ離れた点より, 質量mの小物体を 静かに放した。小物体の速さは,斜面を滑った後の小 物体がばねを xo だけ押し縮めたところで0となった。 重力加速度の大きさ をg として,以下の問いに答えよ。 (1) ばねに接触する直前の小物体の速さvo をL,0およびg を用いて表せ。 0 m (2) 小物体の速度が0となった瞬間のばねに蓄えられているエネルギーEk をxoおよびんを用いて表せ。 (3) 小物体を放した位置と, ばねがxだけ縮んだ位置における重力による 位置エネルギーの差Eを, L, 0, m, xo およびg を用いて表せ。 (4) ばねの縮み xo をk, L, 0, mおよびg を用いて表せ。 (山形大)

物理運動量の和の話です。(15)を求めるのですが、自分は緑で書いたように立式してしまったのですが、色々ご指摘を貰いたいです。 このワークでは反発係数を求める問題ですが、最初の速度に反発係数をかけると、後の速度が出るということが出るという事で、今回そのような立式をしました。 ... 続きを読む

13 次の文章の空欄 【11】~【15】 にあてはまる最も適当なものを、 解答群から選べ。 ただし、同じも のを何度選んでもよい。 図1のように、 なめらかな水平面上で, 速さ 3.0m/sで右向きに進む質量 2.0kgの台車Aと, 速さ 1.0m/s で左向きに進む質量 1.0kgの台車 B がある。速度の正の向きを右向きとする。台 車A,Bの運動量の和は【11】kg・m/s である。 台車 A,Bの衝突直後,図2のように, 台車Aが速さ 1.0m/sで右向きに進むとき,台車Bは 速さ 【12】m/s で右向きに進む。この衝突によって【13】Jの力学的エネルギーが失われ,台車A, Bの間の反発係数 (はね返り係数)は 【14】 である。 その後,台車Bは水平面の右側に固定されたばねではね返り, 台車Aと2回目の衝突をする。 その衝突後, 台車 A,Bはそれぞれ水平面の左側、右側に固定されたばねではね返り,3回目の 衝突をする。 3回目の衝突直後の台車 A,Bの運動量の和は【15】kg･m/s である。 ただし,台車 がばねではね返るとき, 力学的エネルギーは保存するものとする。 また, 台車 A, B が衝突する とき, 台車 A, Bは共にばねから離れているものとする。 000000 -00000 3回目: 2.49 3.0m/s 反発係数=0.50 1回目衡後A=10m/s 2周目 LAT = 1.0m/s A A=1.0×0.50 =0.50 衝突前 1回目の衝突直後 図 1 図2 GB= 1.0m/s B B 3.0 M(J 156- Icg 4 :3.0×0.5 =1.5 eft = 65 fal ~1.75 = 0.50×0.50 - 0₂21 P=0.25×2.0+0.75×10=0.fotagr =1.325 ばね 000 ばね 0000

これの問5が分かりません。運動方程式の解の導き方、そしてグラフを教えていただけると幸いです。

2 なめらかな水平面上で、 ばね定数kのばねにつながれてæ 軸方向に振動する質量mの物体が ある｡ バネが自然長になっているときの物体の位置をæ=0 とする。 1. この運動の運動方程式を書け。 dx A 2. 時刻 t = 0 で物体の位置と速度が、x=0、 = v として与えられたとする。この初期 条件のもとで、運動方程式の解を求めよ。 dt (1) - th 次に、その物体が (バネの力に加えて) (0) を受けるとする。 ただし、Cは十分に小さい定数と仮定してよい。 速度に比例した抵抗 3. この運動の運動方程式を書け。ht()() <4>上記方程式のばね定数k およびCの単位を書け。 ⑤ 時刻 t0で物体の位置と速度が、0、 = として与えられたとする。この初期 条件のもとで運動方程式の解を求め、時間tの関数としてのグラフをかけ。 dt XEROSO

(1)、(3)、(4)の解説をお願いします

問3 水平面との角度をなす滑らかな斜面がある。 ばね定数kの軽いバネの一端を斜面か ら出た小突起に固定し, (高さが低くなる) 他端に質量mの質点をつないで,質点を斜面に 沿って運動させる。 質点及びバネは斜面上にあり,斜面と水平面の交線に垂直な直線上を動 くとする。その直線を軸(正の向きは高さが低くなる向き)に取り, 質点の座標をxとし, ばねの自然長の位置をx=0とする。 重力加速度の大きさを」 とする。 (1) つり合いの位置をdとする時, dを求めよ。 (2) 図を描き, 質点に働く力を全て図に書き込み, 運動方程式を書き下せ。 (3) 時刻 t=0 でx=d+A (A>0) となるように質点を引き下げて静かに手を離した場合の (t) を求めよ。 (4) 力学的エネルギーに関して,この問題に即して詳しく述べよ。 覚えている答を単に書く 形ではなく、導く形で。)

力学についての質問です。 写真の問題の（3）について、解答では物体A・Bの運動エネルギーと弾性力の力学的エネルギーが保存されることを用いて答えを出しています。 私は、物体Bには弾性力しか働いていないため物体Bのみで考えても力学的エネルギーが保存されると考えたのですが、何が... 続きを読む

B 196. ばねと衝突■ 図のように, 小球A,B,Cが 一直線上に並んでいる。 A, Cの質量をm, Bの 質量をMとする。 AとBは, ばね定数kの軽いば 100000000 ねでつながれている。はじめ,ばねは自然長であり,A,Bは静止している。また,A は壁に接している。 小球の運動は一直線上でおこり, 床はなめらかであるものとする。 ○(1) Cが左向きに一定の速さで運動し,Bと弾性衝突をした後,運動方向を右向き に変えた。 この衝突直後のBの速さVを, m, M, vo を用いて表せ。 X (2) (1) の衝突の直後から, Bの運動に伴い, ばねはいったん縮んだ後、 再び伸びて自然 長にもどる。 この間に壁がAに与える力積の大きさを,Vを用いて表せ。 X(3) ばねが自然長にもどった後,Aは壁をはなれ ばねは伸縮を繰り返しながら, 全体 として右向きに運動する。この運動でばねが最も縮んだときの自然長からの縮み,お よびそのときのA,Bの速さを,Vを用いてそれぞれ表せ。 ヒント 194 三角関数の加法定理, sin(a+β)=sinacosβ+cos asinβ を利用する。 195 小球と台をまとめて1つの物体系と考えると,運動量の水平成分の和は保存される。 196 (3) ばねが最も縮んだとき,A,Bの速さは等しい。 C (13. 神戸大改) 例題14

自然長L，ばね定数kのバネの上に質量mの物質が乗っています。上から大きさuの外力をかけて静止している状態から力をなくしたときのバネはどの長さの間を振動するか。（問題ではおそらく上向きを正としています。） この問題の答がわかりません。回答では力をなくす前をL-L0としたとき... 続きを読む

この問題が分からないです (2)の式でmgが-mgにならない理由を教えてください！

図のように、ばね定数kのばねを天井に取り付け、質量 m のお もりを吊り下げる。 このとき、 ばねの伸びが で丁度つり合い の状態となり静止した。 さらに、 おもりに外力を加えてばねの 伸びを にした状態から静かに手を離したところ、 おもりは 振動を始めた。このとき、 次の問に答えよ。 ただし、必要があ れば重力加速度の大きさとしてg を用いてよい。 (1) mo を求めよ。 (2) おもりが振動している状況おいて、 ばねの伸びが のとき のおもりの速さvo を o を使わずに求めよ。 (1) 答)x=mg/k 00000 自然長 00000円 弾性力 重力 (2) 式)0+mg(-x)+1/2x,²=1/2mv²+mg(-x)+1/2kx。² $)(x,-mg/k)vk/m π1

○初等力学の質問です。 以下に添付している問題⑵~⑻の解答を教えて下さい🙇‍♀️。計算の過程も書いて頂ければ幸いです。 もし、可能でしたら自身の回答における間違い等を確認し、教えて頂けると非常に有難いです。

1 内径aの円筒面の一部が図1のようにA点において水平面に滑らかに接している。 水平面上にばね(ば ね係数k: 質量は無視できる)を設置し、 ばねを α/2だけ締めて静かに離すことで質量mの小球Pを円筒 面に向けて発射する。 重力加速度をg とし、また水平面、 円筒内面はともになめらかであるとする。必要 な物理量は定義した上で用いること。 なお、 各設問に対する解答は解答用紙の所定の欄に導出過程ととも に記入すること。 (1) 小球Pはばねが自然長になった時点でばねから離れた。その理由を運動方程式を用いて説明しなさい。 (2) 小球 P は円筒面内に入り、円筒内面に沿ってB点まで達した。 このときの小球P の速度を求めなさ い。 (3) 円筒面内における小球Pの運動方程式を求めなさい。 (4) 小球Pが(2)に引き続き円筒内面に沿って運動し点Cを越えるために、 ばね係数kが満たすべき条件を (不等式で)求めなさい。 (5) 小球Pは点Dにおいて円筒内面から離れた。 このときのばね定数kを求めなさい。 (6) (5)において、 小球P のその後の運動について式を用いながら説明しなさい。 (7) (6)において、 小球Pが達する最高点のy座標を求めなさい。 (8) AD 間における小球P の加速度の大きさを0の関数として示しなさい。 k P műm Mo m VA A -120° D B C x

この問題の(1)の解説の意味がわかりません。 あと、この装置の仕組みと、それぞれのバネにどのような力が働いているのかについても教えてください🙇

■ 47 重さが無視できる軽いばねP, ばねQがある。 自然長(力を加えないとき の長さ)はともに5.0cmであり、 それぞれのばねの両端に力を加えてのびを調べ ると,1.0cmのばすのに, ばねP は 0.15N, ばねQは 0.10Nの力を加えればよい ことがわかった。

(3)がわかりません。なぜaではなく2aとなるのですか？

45 軽いばねの両端に同じ質量mの物体AとBを取 りつけ, 滑らかな円筒状のガードでばねが鉛直に保 たれるようにして, B を床の上に置いたところ,ば ねの長さが自然長よりαだけ縮んだ位置0でAは 静止した。 重力加速度をg とする。衣 (1) ばねのばね定数はいくらか。 また, 床がBか ら受ける力の大きさはいくらか。 B に作用する力 のつり合いより求めよ。 x 0- a P-Y. 1000000000円 IZB (2) Aを0点よりさらにαだけ下のP点まで押し下げて、静かに放し たところAは振動した。 JO (ア) 振動中のAの速さの最大値はいくらか。 (イ) 0点を原点とし,鉛直下向きを正とするx軸をとると, Aの位 置 x は放してからの時間とともにどのように変わるか。 x を tの 関数として表せ。 (3) はじめにAを0点より押し下げる距離を6にして運動させたとき, Aの振動中にBが床から離れて上方に動き出さないためには,b の 値はどれだけ以下でなければならないか。 ・自然