Question

Losto

17の(4)は、公式のままgを使ったらダメな理由を教えて欲しいです。ここでaが出てくるのがあまり納得できません。

物理
らくらくマ
物理基礎
六訂版
河合塾物理
B6判
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物理基礎・物理
大訂版
河合出版ホ
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カバーデザイ
下がり始めた。Pが滑車に衝突すること
(ア) Qの加速度の大きさαと, Q が床に達するときの速さを求め
(イ) Qが床に達した後,P はやがて斜面上で最高点に達して止まった。
Pが動き始めてから止まるまでに移動した距離とかかった時間t
を求めよ。
(富山大 + 横浜国大)
17 基質量 M の気球B (内部の気体も含む)が,質量
mの小物体Aを質量の無視できる糸でつるして
定の速さで上昇している。 重力加速度をg とし,
空気の抵抗および物体Aにはたらく浮力は無視でき
るものとする。
黒緑は
(4) 動摩擦係
(5)空気の抵
19 基 なめ
S3からなる目
上に,質量
v
B
るように置
さは面S
(1) 糸の張力Tはいくらか。
AO
(2)気球B にはたらく浮力Fはいくらか。 また, 外部の空気の密度を
p とすると,気球の体積Vはいくらか。
物体Aが地面からんの高さになったとき,糸を切断した。
(3) A が地面に到達するまでに要する時間 to はいくらか。
(4)糸が切断された後,気球がさらにんだけ上がったときの気球の速
さu はいくらか。
(信州大)
体BとAの
Bを初速 vo
は運動をは
BがA上
るBの速さ
そのときの
(5)

力学 15
17
T₁
h
h
20
0=v+α't より
t2=415 g
t=t+t=1415 g
N
1
17
等速度運動 (等速直線運動) では力のつり合いが成りたつ。
F
(1) Aに注目すると
T=mg
T2
Mig
0
M2g
T2
(2)Bに注目すると
F=Mg+T= (M+m)g ・・・①
浮力の公式 F=pvg より
V=F_M+m
3.
浮力は周りの流体
の密度で決まる
B
B
pg
P
(3)Aは初速vでの投げ上げ運動に入る。 地面の座標は
x=-hだから,公式 2 を用いて
Mg
T
T
接触があ
A
C
mg
-h=uto+1/3(-9) より gt-2uto-2h=0開
to >0より t=1/12 (+o+2gh)
g
友
この方法を
x
マスターしたい
(4)糸が切断された後の気球の運動方程式は,加速度をαとして
Ma=F-Mg
V
①を代入して
a-m
a= g
M
2 mgh
公式③より v₁²-v²=2 ah
v² +
M
-h-7777
T
垂直抗力N
その反作用
空気抵抗力 kv
18 (1) 右のようになる (Mg, N などの文字は不要)。
(2)N = Mg cos だから
Ma=Mg sin-μMg cos-ku ...⑪
(3) 等速度運動では力のつり合いが成りたつ。 斜面
動摩擦力
B

運動方程式

Answer 1

Ryostick

気球Bには重力だけでなく、浮力もかかっているからです。
運動の法則「物体の加速度はそれにかかる合力に比例、質量に反比例する。」
物体(気球)には重力と浮力がかかっているため、その合力を考慮した分の加速度がかかる。
では、その加速度はどうやって求めるかというと、解答に赤で囲ってある部分の真上にあるように運動方程式を立てれば出ます。