Question

しょうと

小球bの速度が出せません

理科薬学部 生物理工学部· 工学部
物
理
以下の
にあてはまる答えを解答群から1つ選び, 解答用紙
24
(マークシート)にマークせよ。 ただし, 解答が数値の場合は最も近い値を正解とする。
また,同じ答えをくりかえし選んでもよい。 以下の問いに答えよ。
mA、t,
小球A ばね A
00000
点a
I
L」
斜面Q
0
点6水平面P
点d
siné
円弧面S
点d La 点c
水平面R
2L。
L。
3
1点f
円弧面U
3
ri
水平面T 点j
点e
15A L3
点f
/ul
ばねB 小球B
a
r2
00000
点i
20g snbl
水平面V
点g
図に示すように, 水平面P(点aー点b間),斜面Q (点b-点c間).水平面R(点c
一点d間),円弧面S(点d'-点e 間),水平面T(点e-点f間), 円弧面U(点f -
A
点g間),水平面V(点g-点h間)があり,お互いに隣り合う面とは滑らかにつな
がっている。円弧面Sと円弧面Uは半円であり, 点d'と点eを結ぶ線および点f'と
点gを結ぶ線は水平面に対して垂直である。水平面P上に質量 mA [kg] の小球Aがあ
る。小球A は,一端が点aに固定されているばねAに接続されている。ばねAのばね
定数はん [N/m)である。同様に,一端が点hに固定がされたばねBに接続された質
量mg (kg]の小球Bが水平面V上にある。ばねBのばね定数は k2 [N/m] である。小
球Aと小球Bは, 各面から離れることなく運動する。円弧面Sと円弧面Uにおいても,
小球Aと小球Bの速さが十分に大きいので,各小球は円弧面の内側から離れることな

kっx +mB
2r2
3r2
2k,x-mpgr2
の
2kっx-3mpgr2
5)
kzx+ 3mBgr2
3r2
r2
2k,x-
『2
2-3mBgr2
2r2
2kっx-5mpgr2
8
k2x+5mB gr2
3r2
kっx?-5mBgr2
『2
2r2
(3) 次に, 点e を速さ v』 [m/s] で通過した小球Aは滑らかな水平面T上を点{の方向
へ動き。点f(点fと同じ位置とみなす)を速さ Us [m/s」 で通過した小球Bは水平
面T上を点eの方向へ動いていく。水平面Tの距離 (点eと点fの間)はL。 [m}で
の位置である点jにおいて完全弾性衝突
ある。小球Aと小球Bは, 点fから距離
をした。衝突後,小球Aは点 の方向,小球Bは点fの方向にそれぞれ動いていっ
た。小球Bが点fを初めに通過してから点fに再び戻ってくるまでの時間もっ [s]は
になる。
mA, mB. U4 U5, Ls を用いて表すと
8
の解答群
QL。(1
U5
mA
mB
MAU4+ (mA-mp)us
mA+mB
a
② 2L3
U5
3mAU4+(mA
a-mB)U5
mA+2mp
mAU4 +3(mA-mB)U5
2mA+mB
3MAU4+(mA-mp)Us
1
3 2L。
aerue
205
1
④ Ls
ate +
3u5
1
L3
mAtmB
205
5mAU4+3(ma-mg)Us
21, (品
2mA+mB
5MAU4+3(mA-mp)us
505
soroosg
2mA+mB
5mAU4+4(mAmg)u5
+ 2mB
6mAU4+2(mA-mB)U5
2
L。
COS
305
2Ls(505
mA
0
mA+mB
6mAUa+3(ma-mB)U5
L3
3U5

物理 衝突 力学 入試問題