物理
高校生
解決済み
(4)速度が０なら加速度も0ではないのですか？
18 基 傾角0 の斜面上を図1のようなT型
の物体がすべる運動を考える。 物体の質量を
M,動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさを
g とする。 速さがぃのとき, 空気の抵抗力 kv
が働くものとする。
(1) 運動中の物体に作用する力の名称とその
向きを,矢印で図の上に示せ。
(2)物体が速さひ 加速度αで運動している
ときの運動方程式を記せ。
4
3
2
(3) しばらくして,等速度運動になった場合
の速さを求めよ。
1
v [m/s]
\0
図 1
M=2.0[kg], 0=30° のとき, 図2の曲線
のような実験結果が得られた。なお、図2の
012345t[s]
図2
斜めの点線は,時刻 t=0 のときの接線とし, g=10〔m/s'] とする。
(4) 動摩擦係数μ を求めよ。
(5)
空気の抵抗力の係数を求めよ。
(
(岐阜大 + 東京大)
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
垂直抗力N
空気抵抗力 kv
…①
Ma = Mg si
Ma = Mg sin-μ Mg coso-ku
-Mg
(3) 等速度運動では力のつり合いが成りたつ。 斜面
方向について
Mg sino=μMg cos 0 + kv
動摩擦力
N
重力
等加速度
M
③
V=
Mg
k
(sin0-μ cos 0)
...2
②
Mg
ではない
別解 等速度では α=0 なので, ①よりを求めてもよい。
(4) t=0 では,v=0 なので抵抗力はなく,加速度を α とすると,①より
Mao = Mg sin 30°μ Mg cos 30°... ③
一方、図2のv-tグラフでは接線の傾きは加速度を表すからα=3〔m/s
と分かる。 ③より (Mは両辺からカットして)
3=
3-10--10--23-23-
2√3
有理化すると
=
=
≒ 0.23
5√3 15
計算しやすい
(5)図より終端速度は D:
②を用い
回答
疑問は解決しましたか？
この質問を見ている人は
こちらの質問も見ています😉
なるほど
ありがとうございます☺︎