Question

ちき

物理得意な方お願いします🥺
(4)と(5)についてです。
(4)で最もばねが縮んだ時は速度0ではないんでしょうか?
(5)の力学的エネルギー保存の法則でどうしてバネのエネルギーはないのでしょうか?

22

30* 換量2妨(kg〕 の物体Aと質
量 x〔kg] の物体Bとがあり,
A にはばお定数を〔N/m]〕 の昌

いばねがつけられ, このばねを
自然長より縮めた状態に保つため, BはAとで結ばれているs Aと

1 は滑らかな水平床上を有方向へ速さり【m/8) で動いでいる。 ある上

でが急に切れ。 まもなくAは静止した。一方, B はばねから郊れて。

石方へ動き。了と紗尾衛突をして左へ戻り。A のばねに接触した。 重力

加速度を 7〔m/s) とする。

(1) が切れ, ばねから上離れたときの B の速さはいくらか。

(2) はじめのばねの縮みはいくらであったか。

(3) 壁との衝突の際, B が歴に与えた力積の大ききさきはいくらか。

⑳」B とばねが接触した後,  ばねが最も縮んだときのBの速さはい
らか。

 した後, B がばねから離れたときのAの速さはW

(6) 前問において, ばねから離れた B は図の左右どちらへ動くか。

(東洋たュ柱較た)

(0 床が帯らかなので運動量保存則が用いられる。
1) 求める速さをomaとすると (2刀+)p=xos 。 … om=30LmeJ
物体系は 「AとB   ね] とみなすとよい。ばねの力は内カ(グループを構成する
メンバー問の力)となり, 気にしなくですむ。そして, ばねの質是は0 なので運動量
も0 となり, 式には顔を出さない。
2) ばねの縮みを* とすると, 物体系の力学的エネルギー保存則より

宮
3

3) Bは30 の速さではね返る。B が受けた力積は, 右向きを正とすると
ー・30一如・30ニー67

したがって, B が壁に与えた力生は作用・反作用の法則より 6mp〔N's〕 で

 

 

Gtmrtは思=はmGD! me/請tm

 

 

  
 

右向き。
4) ばねが最も縮んだときとは,A上の人      PP    so
から見てBが止まったとき, つまり,

                                                                                                                                                                                                                                                                 

相対速度が 0 になるときである。それは
両者の(床に対する)速度々 が一致する   0
ときだから, 左向きを正とすると, 運動             き
量保存則より                 OR
・3り三27z2寺7   … x=pLms]
保存則は静止系で用いるのが大原則。A 上の人に用いさせてはいけない。
5) A. Bの速度を ム。 (左向きを正) とすると,運 一届      ーー

動是保存旭より 2m+gm=mi30 …①   還 ばねは邊角 目
力学的エネルギー保存則よまり

す 2 +すmg=ま(8⑧の| の
②より gs を消去すると (上-2の=0 =2oCme)

これは一つの紗性稀突とみなすこともできる。そこで②の代わりに反発係数e=]
を用い, ムーs=ー(0-3p) と⑨を連立させでくもよい。

(6) =2u を①へ代入おると詳5旨mV間よ

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

タングリスニル

⑷縮みながら動いているので、A上から見ると速度は0ですが、第三者から見ると、縮んだ状態で、AとBの速度が同じになりながら動いていますよね。第三者から見ると速度は0ではありません。

⑸どの時とどの時の力学的エネルギーを考えているかが分かりますか？
解答では、バネが縮んでいる時を考えているのではありません。
バネと衝突する直前と、バネから離れた後を比べています。バネが縮んでいませんよね。
バネが縮んでいる時を考えているならば、バネによる位置エネルギーも必要だと思います。

「どこで」「どの状態」を考えているか、解答で明記していないから分かりづらいのだと思います。
注意しましょう。

ちき

(5)はわかりました。日本語を読めてませんでした。
(4)はまずAは静止してないのですかね?どうして動いてるのですか?

タングリスニル

静止していない理由としまして、
最も縮むまでにAはバネから力を受けるからです。

バネが、自然長から最も縮むまでのちょっとした時間でAは加速してしまいますよね。

ちき

なるほどそういう考えですか。
こういう考え方って問題の数をこなさないと厳しいですかね?

タングリスニル

ですね。
どのように運動するか、ある程度根拠を踏まえて予測できると強いと思います。

ちき

ありがとうございますっ毎回変な質問しても答えてくださって🙇‍♀️

タングリスニル

いえいえ。
しっかり考えて、理解して、答えを出そうとしていて
良いと思います。むしろ、自分も勉強させていただいてますよ。「何故そのような考え方では間違えてしまうのか」深く考える事ができて。

こうやって色々質問してくださるのが、私は嬉しいです。

ちき

本当に感謝です。
今日はここまでにさせてもらいます。夜分遅くまでありがとうございます。