この問題の解説の上から8行目、(...)=(...)と書いてあると思うんですけど、これが＝になってる理由がわからないです。高一なのですが、高一でもわかるくらいにできるだけ詳しく丁寧に教えて下さい！！m(_ _)m マジで分かんないんんです。 (公式はわかるのですが、どこに... 続きを読む

例題 21 動摩擦力のする仕事とエネルギー 質量m[kg]の物体を傾きの角0 の斜面上に置き, 斜面に 沿って上向きに初速度v[m/s] を与えたところ、物体は斜面 に沿ってL〔m〕だけすべって静止した。 物体と斜面との間の 動摩擦係数を求めよ。 重力加速度の大きさをg〔m/s2] とする。 センサー 26 摩擦力がはたらくときのよ うに,力の向きと運動の向 きが逆向きのとき,その力 がした仕事は負になる。 センサー 27 摩擦のある面上での運動で は、動摩擦力のした仕事の 分だけ,力学的エネルギー が変化する。つまり,力学 的エネルギーが保存されな い。 (力学的エネルギーの 変化) = (非保存力や外力が 解答物体にはたらく力は重力,垂直 抗力,動摩擦力である。 動摩擦力が仕 動摩擦力のした仕事の 事をするので, >> 91 92 (1/1/2m x 0². したがってμ' = mx0²+mg x Lsine Vo vo²-2gLsine 2gLcose N 2 mgxLsine) - (-1/2 mv²+mg x0) = W 0)=1 分だけ力学的エネルギーが変化する。 物体と斜面との間の動摩擦係数をμ', 動摩擦力のした仕事を W〔J〕 とすると, W=-(μ'mgcost) × L ここで, (力学的エネルギーの変化) = (動摩擦力のした仕事)よ り,初めの位置を重力による位置エネルギーの基準面とすると, 97 1 f mg 98

（3）がなぜcos120°になるのでしょうか cos30°ではダメなのですか？

基本例題15 図のような, 水平となす角が30°のなめらかな斜面 AC がある。 質量 40kgの物体を斜面上でゆっくりと大 AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを 9.8 m/s2 として,次の各問に答えよ。 (1) 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) 力Fがした仕事は何Jか。 (3) 物体にはたらく重力がした仕事は何Jか。 指針 (1) 「ゆっくりと引き上げた」とは, 力がつりあったままの状態で, 物体を引き上げ たことを意味する。 斜面に平行な方向の力のつ りあいの式を立て, F の大きさを求める。 (2)(3) W=Fscose を用いる。 解説 (1) 物体にはたらく力は、図のよ うになる。 斜面に平行な方向の力のつりあいか ら、 F=mgsin30° =40×9.8× 仕事 1 2 = 1.96×102N 2.0×10² N N mgsin30° 130° mg mgcos30° 30° 5. 力学的エネルギー 65 A 130° 10m |基本問題 131 =-1.96×10°J C B (2) 物体は,力Fの向きに10m移動しているの で、仕事Wは, W=(1.96×102) ×10=1.96×10°J 2.0×10'J (3) 重力物体が移動する向きとのなす角は 120°である。 重力がする仕事 W' は, W'=(40×9.8) ×10×cos120° -2.0×10°J 別解 (3) 重力は保存力であり, その仕 事は,重力による位置エネルギーの差から求め られる。 点Aを高さの基準とすると,点Cの高 さは10sin30°=5.0mであり, 仕事 W' は, W'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 =-1.96×10 J 2.0×10°J 第Ⅱ章 エネルギー

A.Bの式がなぜこうなるのかわからないです。

m A 86連結した2物体の運動 図のように, なめらかな 水平面上に置いた質量 m[kg]の物体Aに軽い糸をつけ、二 軽くてなめらかな定滑車を通して質量M[kg]の物体B をつり下げる。 A を静かに放すと, B はん [m] だけ下降 して床に衝突した。 このとき, A は水平面上にあった。 重力加速度の大きさをg〔m/s²〕とする。 (1) Bが下降している間の糸の張力の大きさを T〔N〕 とすると, Bが動き始めてから 床に衝突するまでに, 糸の張力がABにした仕事はそれぞれいくらか｡ ん, Tを 用いて表せ。 (2) 床に衝突する直前のBの速さはいくらか。 3 ヒント (2) (1)をもとに, (力学的エネルギーの変化)=(保存力以外の力からされた仕事) を使う。 EM B h

(2)についてです。答えは以下の通りなのですが、答えの√の中の記号が「－」になぜなるのですか？？計算式教えていただきたいです。

☆お気に入り登録 基本問題 146 146. ばねの縮み 図1のように なめらか な水平面上にばね定数kのばねが置かれ,一 端が固定されている。 質量mの物体が速さ でばねの他端に衝突した。 m 図2 Vo (1) 図2のように, ばねがxだけ縮んでいる ときの, ばねの弾性エネルギーはいくらか。 (2) (1) のときの物体の速さはいくらか。 (3) ばねが最も縮んでいるときのばねの縮みはいくらか。 ヒント 物体の運動エネルギーとばねの弾性エネルギーの和は,一定に保たれる。 自然の長さ 10000000000 0 m x 10000000000 例題19

この問題の2以降がわかりません 2はμmglの使い方 3以降は計算式がわかりません 説明がないとモヤモヤするので できれば説明もお願いします。

31 物体に作用する力は、保存力とそれ以外の力 (非保存力とよばれる) に分けることがで きる。そこで,保存力の例としてばねの力 (弾性力) を, 非保存力の例として摩擦力をと り上げ、これら2種類の力の性質を比べてみよう。 [A] なめらかな水平面上の点に 質量m[kg]の物体が静止してい る。Pは,他端が壁に固定された自 然の長さる [m]のばねにつながれて いる。 図のように, 0 を原点として ばねに平行にx軸をとり,Pにx軸 の正の向きの初速ひ。 [m/s] を与えた ら、ばねの長さが[m] になったと P 0000000 0000000 BY x 後 ころでPの速さは0m/sとなった。 これを実験 A とする。 (1) ばね定数をk [N/m〕 として を求めよ。 ただし, ばねの質量は無視できるものと する｡ [B] 次に、ばねから物体Pを外し, 実験 A とは別のあらい水平面上に静かに置く。 初 速vo を与えると, P は置かれた位置からまっすぐにL[m] だけ進んで止まった。これ を実験 B とする。 (2) Pと面との間の動摩擦係数をμ', 重力加速度の大きさをg [m/s2] としてLを求め よ｡ [C] このように, 実験 A と実験 B のどちらの場合でも、ある時点でPの速さは0m/s となるが、このあと両者には違いが現れる。つまり, 実験BではPは静止したままだ が,実験AではPは一瞬止まるだけですぐに逆向きに動き始め、ある別の点Qでふ たたび速さが0m/s となる。 (3) 原点Oから点 Q までの長さを求めよ。 [D] それでは,弾性力と摩擦力が物体Pに同時に作用したら,その運動はどうなるだ ろうか。 ばねを用いる実験 A をあらい水平面上で行うとしよう(これを実験Cとす る)。 座標軸･ばねの設定は実験 A と同じであり,Pと面との間の動摩擦係数は実験 B と同じμ′とする。はじめPは原点Oに静止しているとして次の問いに答えよ。 (4) 物体Pにx軸の正の向きに初速”を与えると,Pは原点Oからまっすぐに x0 [m] だけ進んで止まった。このx を求めよ。 (5) 実験Cで,物体Pが止まったあとそのまま動かなかったとすれば,Pと面との間 の静止摩擦係数μは,どのような条件を満たすことがわかるか。ただし,(4) の x を そのまま用いよ。 16%+ at

（２）の問題で水平方向の運動量保存の式と力学的エネルギー保存の式を立てますが、運動量の方は水平方向の速度で、一般的に運動エネルギーは水平方向に限らない思うのですが、この場合なぜ水平方向の速度しかないとわかるのでしょうか？ 小球がAにあるときどちらも水平方向にしか運動していな... 続きを読む

195. 台と小球の運動■ 図のように なめらかな曲面 水平面, 鉛直な壁Wをもつ質量Mの台が、摩擦のな い床の上に置かれている。 台上の点Pから,質量mの 小球を静かにすべらせた。 壁Wと小球の間の反発係 数をe(0<e<1), 点Pの水平面AB からの高さをん, 重力加速度の大きさをgとし, 速度はすべて床に対するものとして, 右向きを正とす (1) 小球と台が運動している間, 小球と台の運動量の水平成分の和を求めよ。 (2) 小球が最初に点Aを通過するときの小球の速度と台の速度Vを求めよ。 (3) 小球が壁Wと最初に衝突した直後の, 小球の速度がと台の速度V′ を求めよ。 (4) 衝突後,小球が達する最高点の水平面ABからの高さんを求めよ。 (17. 兵庫県立大 h OP A B 1

この問題の(1)で、答えはa=2bなのですが、計算してもmbgが消えません。解説とともに(1)だけお願いします。

① 運動の法則 :「例としての等加速度運動」 「運動量変化=力積」「力学的エネルギー変化=非保存力のする仕事」 図のように、なめらかな水平面上に質量Mの台車Pが置かれ､Pの水平な上面に質量mの物体Aが固 定して置かれ、軽い動滑車 K, を介して軽い糸LでPの左側にある突起部につながれている。 動滑車K, は軽い定滑車 K, を介して軽い系L 質量 mgの物体Bとつながれている。 台車Pの右側面 S, は鉛直で 物体B は S に接触していて、Bが運動するときは S, に接触したまま鉛直下向きにすべり降りる。L は 水平を保ち, 物体 A,Bが運動するときも水平が保たれる. 運動は物体A, B を含む同一鉛直面内で生 じ,動滑車 K, が定滑車 K, に衝突することはない 物体A,Bの大きさは無視でき、 また、摩擦、空気抵 抗もすべて無視できるものとし、重力加速度の大きさを」 とする。 K₁ 外 水平面 突起部 S2 A 台車P Lag K2 B S₁ 台車Pの左側面 S2 に水平右向きの外力を加えてPが動かないようにし、 物体Aの固定を解除する、 (1) 物体Aの加速度の大きさをα 物体Bの加速度の大きさをbとする. aとbの関係を書け、 (2) 物体Aの加速度の大きさはいくらか. (3) 台車の左側面 S2 に水平右向きに加えている外力の大きさをFとする. F はいくらか､ (4)Pに対して A,Bが静止するように、軽いピン (外部からリモコンで外せる)で一時的に固定し、Pに 水平右向きの力積を加え初速Vを与えたはいくらか.その後,A,Bの固定を静かに外すと同時

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)

こちらの問題が分からないです。ご教授いただけると助かります🙇‍♂️

2. 次式によって位置エネルギーが定義される保存力場を考える. 保存力を求めよ. また, 得 られた保存力から逆に原点を基準点 (エネルギー0) とする位置エネルギーを線積分によっ て求めよ. U (x, y, z) = (x − 1)² + 2(y − 2)² + 3(z − 3)²

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