Question

マロン

問5がわかりません。
なぜ、衝突直後の運動エネルギー＞点Rでの位置エネルギーだと良いのですか？

+
3
/4
D
Q
問4 次に、図2のように水平な床面上の点Qに質量mの小さな物体Bを置い
た。斜面をすべり落ちた質量 M の物体Aが静止していた物体Bと衝突した
後、両物体が一体となって運動した。 一体となった物体の衝突直後の速さはい
くらか。 正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。
4
P
H
gH
M
gH
M+m
M
VgH
M+m
B
図2
R
h
√2gH
M
Mm
2 gH
M
(6)
√2gH
M + m
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- 56 -
(817-56)
物理ⅠB
問5 一体となった物体が点R を越えるために必要な条件として最も適当なもの
を、次の①~④のうちから一つ選べ。 5
M
2h
M
[①
②
M+m
H
M+m
H
M
2h
M
③
>>
④
M + m
H
M+m
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問4 ⑥
衝突直前の A の速さを V とすると、力学的エネルギー保存則より MgH = 1/2 MV3
衝突直後一体となったあとの速さをV' とすると、 運動量保存則より MV = (M+m)'
M
√√2gH
M+m
以上より '=
問5③
(衝突直後の運動エネルギー)> (点 R での位置エネルギー) であればよいから
(M+m)/'2> (M+m)gh よってV'>√2gh
1/(M+m
M
M
h
問4を代入して、
√√2gH>√√2gh
M+m
M+m
H

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ゆーき

まず前提として摩擦力とかはないので、力学的エネルギーは全て保存します。
力学的エネルギーとは運動エネルギーと位置エネルギー(ポテンシャルエネルギーとも言う)ですよね。
なので、衝突後の(m+M)の運動エネルギー(Kとする)がRでの(m+M)の位置エネルギー(U(R)とする)より大きければ、RでもK－U(R)で求められる運動エネルギーを持てる。つまり速さが正になるのでRを越えられます。
これめちゃくちゃ簡単な問題なので、この説明で分からなければ力学的エネルギーの保存がそもそも分かってないと思います。