物理
高校生
高校物理、力学の運動の問題です。全部分からないので教えて頂きたいのですが具体的に□4の方の(2)『(c)の途中で折り返す』という途中の求め方が分かりません！□6については解き方がさっぱりで同じ日本語のはずなのに全然理解できないですお願いします🙇♂️🙇♀️
4
((1)(4) 各6点 (2)(3) 各7点、 計26点)
x=0
運動の
流れ
(a)
(b)
(c)
(e)
(d)
加速度を自由に変えられるおもちゃがある。 このおもちゃをはじめに上図のx=0の位置に置く。 そ
の後、下記(a)~(e)のように加速度と加速時間を変えながら動かすと、(a)(b)の間は+向きに運動を
するが、(c)の途中で減速して折り返し、おもちゃは一向きに動き始める。その後、一向きに進んだ
まま、(e)でx=0まで戻る。 この運動について以下の問いに答えよ。 ただし、 図のxの向きを正とし、
おもちゃの長さは無視して考える。 また、長さの単位はcmとして計算する。 (上図の運動の流れに
書かれている→の長さは必ずしも移動距離の長さに比例しないので注意すること。)
(a) 加速度 2.4cm/s2で5秒間加速 (等加速度直線運動)
(b) 加速度0cm/s2で5秒間加速 (等速直線運動)
60cm
(c) 加速度 -2cm/s2で10秒間加速 (等加速度直線運動)
(d) 加速度0cm/s2で10秒間加速 (等速直線運動)
(e) 加速度1cm/s2でx=0の位置に戻るまで加速 (等加速度直線運動)
(1) (a)の加速が終わったときのおもちゃの速度、 位置 [cm] を求めよ。
(2) (c)の途中でおもちゃが折り返すとき、 おもちゃは出発点から最も遠ざかる。 このときのおもちゃ
の位置 [cm](x = 0からの距離) と運動し始めてからの経過時間 [s] を求めよ。
(3) (d)の等速直線運動が終わった時点でのおもちゃの位置 [cm] を求めよ。
(4) (e)でおもちゃがx=0の位置に戻るまでの加速時間 t [s] を求めるための式(at2 + bt + c = 0)
を導出せよ。 (可能であれば、加速時間 [s]も求めよ。 )
6
(1) 6点 (2)6点 (3)3点、計15点)
T
a
物体A
30°
Ja
T
+
直角三角形の
辺の長さの比
30°
2
V3
物体B
上図左のようななめらかに回る滑車に、 軽くて伸縮しない糸をかけ、 物体Aと物体Bをつないだ。 物
体A は傾斜角30度の粗い斜面に置いてあり、 物体Aと斜面の間には摩擦力が働く。 物体Bを手で
支え糸のたるみのない状態にしたあと、手を静かに放したところ、 物体Bは落下を開始し、 物体Bは
斜面を登り始めた。 物体A、Bの質量はいずれもm、 重力加速度をg、 物体Aと斜面の間の動摩擦係
数をμ'として、以下の問いに答えよ。 (必要があれば上図右の直角三角形の辺の長さの比を用い
よ｡)
(1) 物体A、Bに働く力をすべて (Tも含む) 図に描き込み、 その大きさをm、g、 μ' の中から必要なも
のを用いて式で表せ。 (張力は上図左にある通り、 糸の中心に向かう方向に働き2つの大きさ
は等しい。)
(2) 物体が移動する方向を+として、 物体A、Bに働く合力と加速度αの関係式(運動方程式) をm、
g、μ' 、 T、αの中から必要な変数を用いてそれぞれ式で表せ。
(3) (2) で得られる2つの式からTを消去し、加速度αの大きさをm、g、μ'の中から必要なものを用い
て式で表せ。
回答
長くなりそうだけどできるだけで簡単にまとめると
4の2はbの運動が終わるときの速さはわかってるでしょ？
そこからV²−v²＝2axっていう
V²は最後の速度、折り返すとこだからゼロね
v²は問題解けば出てくると思うbの終わりの速さ
aは加速度なんで-2
xはわからない
これで式解けば出ると思う
時間はそこから
x＝1/2at²で行けるかな
tが時間ね
あっ、こっちの式もbの終わりからスタートしてbまでの距離は後から足す形ね
疑問は解決しましたか？
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