Question

さくら

この(2)と(3)の問題について質問です。答えが添付してある通りなのですが答えしか載っておらずどのように解けばいいのか見当もつきません🥲どなたかどのように立式して解けばいいのか教えて欲しいです🙇🏻‍♀️

1)
a1
2)
t
3)
X3
f
m
Mmvo
f(M+m)
Mmvo
2f(M +m)
a2
V
f
M
mvo
M+m

(1) 弾丸が木片の中を進んでいくとき、弾丸の加速度α1、木片の加速度を、LmMのみを
用いて表せ。ただし、加速度は水平面上に静止している観測者に対する加速度であり(授業
で学習したとおり)、加速度 α1、2はx軸正の向きを正とする。
弾丸が木片に打ち込まれてから弾丸が本片内で静止するまでの過程について考えよう。弾丸
と木片は抵抗力を及ぼしあう結果、 弾丸は加速度α (a)<O)で速度が減少し、木片
は加速度(a2>Q)で速度v2が増加する。 やがて、 弾丸の速度と木片の速度が等
しくなる。弾丸と木片の速度が等しくなったとき(=2のとき)、弾丸の木片に対する相
2O (20) であるから、弾丸が木片内で止まっている。 弾丸が木片に
打ち込まれてから木片内で止まるまでの時間と、そのときの木片の速度 (水平面上で静
止している観測者に対する木片の速度)を、fm、M、ひのみを用いて表せ。 なお、速度
はx軸正の向きを正とする。
(3)図4のx1、X2、 x3 は、弾丸が木片に打ち込まれてから弾丸が木片内で止まるまでの次の移動
距離である。
弾丸が水平面上で静止する観測者に対して進んだ距離
木片が水平面上で静止する観測者に対して進んだ距離
弾丸が木片内を進んだ距離 (弾丸が木片内に侵入した距離)
図5は、弾丸が木片に打ち込まれた時刻を0とし、弾丸の速度 1 の時間的変化を実線で、木
片の速度v2の時間的変化を破線で表したv-t図である。 弾丸が木片に打ち込まれてから弾丸
が木片内で止まるまでの間について、
は、図5のひt 図の台形 OABCの面積で表され、
x2 は、図5のv-t図の三角形OAB の面積で表される。
したがって、 距離 x3 は、 図5のv-t図の次の図形の面積で表される。
x3 = x1 x2
=
台形 OABCの面積) (三角形OAB の面積)
=
(三角形OBCの面積)
これらを参考にして、 弾丸が木片内を進んだ距離 x を、 fm M のみを用いて表せ。

12
図1のように、水平でなめらかな床上に置
かれた質量 M の木材に、質量mの弾丸を速
さvoで打ち込む。弾丸の進む向きを正として
x軸をとる。
Vo
M
mm
図2のように、弾丸が木片の中を進んでい
くとき、弾丸は木片からx軸負の向きに一定
の大きさの力(抵抗力)を受ける。一方、
木片は弾丸からx軸正の向きに大きさのカ
を受ける (作用・反作用の法則)。 力の向きを
符号で表すと、 弾丸は木片から (-f) の力を
受け、木片は弾丸から (+f) の力を受ける。
その結果、 弾丸は初速度vo から減速し、木片
は初速度0から加速し、 やがて、図3のよう
弾丸の速度と木片の速度が等しくなる。
弾丸の速度と木片の速度が等しくなったと
弾丸は木片にめり込んで木片内部で木片
に対して止まっており、 その後は弾丸と木片
は一体となって水平面上を運動する。
M
-f
図 1
m
図2
+f
M
→
m
Vo
00
m
x
図4は、弾丸が木片に打ち込まれるまでの
過程を1つの図で表した図であり、図5は、
弾丸と木片のひ図である。
図3
x
なお、分数式の計算は、通分約分を行い、できるだけ簡潔な形で表すこと。 通分 約分
が行われていない答案は計算途中であるため採点対象とならないので、注意すること。
M
x2
x1
図4
時間 t 後
速度
→
x3
v
Vo
ひ
弾丸
B
木片
図5
t
時間

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

れお

(2)は、弾丸と木片の速度の変化をtを使って表して、連立方程式を解く。
(3)は説明に従えば小学生でもできる(適当)

ﾓﾝﾀﾞｲﾌﾞﾝﾅｶﾞｽｷﾞﾀﾞﾖ

さくら

丁寧に本当にありがとうございます🥹ようやく理解できました！！助かりました！ありがとうございます！！！！💞

れお

おーよかったー！👍🏻