Question

ゲストあ

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。

加速度ag と,m, 0, gを用いて表しなさい。ただし、aB は図のPョからR
次に,レールB上で, 水平部分からの高さがPsR間の高低差んと同じである
問1 PAQA間を移動する小球の速度かんを m, h, 0, gのうち必要な記号を用
大一理系前期
30 2020 年度物理
いて表しなさい。
チ
開2 P.O、間の移動に要する時間よ、をh, Li g を用いて表しなさ。
社長
点 Ogで小球を静かにはなす。
に向かう向きを正とする。
間4 hをL, θを用いて表しなさい。
問5 PgQs間の移動に要する時間tBを L, 0, gを用いて表しなさい。
問6 Lを一定に保ったまま傾き角0を変化させる。このとき, 0の変化に応じ
て高低差んも変わり, 小球をはなす高さもこれに等しくなるように変える
ものとする。PgQB間の移動時間 ts が最も短くなるときの傾き角6。を求め
なさい。

を通過する瞬間の速度をDB とすると
く形状の異なるレールを滑る小球の運動》
問5.0Ps間の小球の運動は, OAPA間の小球の運動と等しいので, Ps
問1. レールAの PAQA間を含む水平部分では,小球は等速直線運動をす
9
L
V2gh
L
-tan0
2
2.maB=mgsin0 問4.hー
2L
問6.00=45° 問7.-1.17 10
tB
gsin 20
問5.毎=2(V2-1)
tA
間8.1>cos0>2(V2 -1)
(解 説>
その速度か』は, OAからの傾斜部分を滑りおりた下端での速度に等
しいから, 力学的エネルギー保存則より
1
mgh=;mua?
2
VA=V2gh
問2. P.Qa間での等速直線運動の式より
L=vatA
L
L
…D
* ta=ー =
VA
V2gh
問3. PaR 間で,小球にはたらく重力の傾斜部分に平行な方向の成分は
mgsin 0 であるから,運動方程式は
mas=mgsin0
なお,加速度 aB は
4g=gsin0
同4.傾斜部分 PaR の傾き角0の関係より
8
L
h
tan 0=
L
h=
-tan0
2

物理 力学