Ⅱの（4）をsin cos関数を使って解いたのですが答えが合いませんでした。どこが間違っているのかと正しい解法を教えて頂きたいです。お手数お掛けしますが宜しくお願い致します。

1/25 4/29 pooooooo 33 単振動 ばね定数のばねを鉛直に立て,上端に質量 M の板を取り付け、静止させる。そして,質量mの 小球をこの板の上方んの高さから静かに落下させ る。 重力加速度をg とする。 I. 物体が板と弾性衝突をする場合について (1) 衝突により小球がはね上がるためには,m とMの間にどのような関係が必要か。 33 単振動 99 mmmmm M (2) 衝突後,板ははじめの位置より最大どれだけ下がるか。衝突は 1度だけとする。 II. 小球が粘土のようなもので,衝突後, 板と一体となって運動する 場合について, (3)衝突の際,失われる力学的エネルギーはどれだけか。 (4) 板ははじめの位置より最大どれだけ下がるか。 (東工大) Level (1) (2),(3)★ (4) ★★ Point & Hint TS (1) (3) とくに断りがなければ, 衝突は瞬間的なものと考える。 その場合、重力の 力積は無視でき, 衝突の直前, 直後に対して運動量保存則を用いてよい。 弾性衝 突では全運動エネルギーが保存されるが, 反発係数 (はね返り係数) e=1 として 扱ったほうが計算しやすい。 (2), (4) ばね振り子のエネルギー保存則には,次の2通りの方法がある。 A: 1/12mu2+1/21kx2=定 (xは振動中心からの距離) 単振動の位置エネルギー B: 1/12mo+mgh+1/21kx定(xは自然長からの距離) 弾性エネルギー 12/23kx2 のもつ意味の違いと、xの測り方の違いを押さえておくこと。多くの場 合, A方式の方が計算しやすいが,(4)では注意が必要。

42番の問題です。解答では最後にuに値を代入しているのですが、問題文にuが与えられていることからuを用いた解答ではダメなのでしょうか、回答お願いします。

42 ku=mg mg u = k 1/24のときは, 運動方程式より ma=mg-k.u 3 = mg - 1/4 mg 44 .. a =

一つ目のグラフのt→0の時0になるのがわかりません。

例題 1.2 軸に沿って運動する質点の座標が時間 t を用いて x(t) = 20 (1-e-m²) ひ。 n The (1- ens) ひの x(t)=n と与えられている. 任意の時刻における速度を求めよ. また,質点の位置と速度を時間の関 数としてグラフで表せ。ただし, 0, 7 を正の定数とする. [解答] 速度を とすると, æを時間tで微分して V dx V = = dt Voe-nt D ぴ ent n→∞のときひ=0 が得られる.位置と速度をグラフで表すと次図のようになる. I vo n t 速度に比例する抵抗が働く物体の運動の位置と速度は、時間とともに上のように変化する ことが知られている.

バネの縮みがなぜd-xになるのかが分かりません。どなたか丁寧に教えてくださるとありがたいです！

130 ばね付きの板にのせた物体の運動 図のように鉛直に 立てられた軽いばねに, 厚みの無視できる質量2mの板を固定す る。その板の上に,質量mの小球を静かに置いたところ,ばねは 自然の長さよりdだけ縮んで静止した。この位置を原点とし,鉛 直上向きを正としてx軸をとる。 ここから,さらにad (a>0) だ け板を押し下げ静かにはなしたところ, 板と小球は一体となって 動き始めた。重力加速度の大きさをg とし, 運動は鉛直方向のみ を考える。 0- fort llllllllll m (1) このばねのばね定数を求めよ。 内 -2m (2) 板と小球が一体となって動いているとき, 位置xでの加速度および小球が板から受 ける垂直抗力を求めよ。 (3) ある位置で小球が板から離れて上昇した。 小球が板から離れるためのαの条件,離 れる瞬間の位置(座標),およびそのときの小球の速さを求めよ。 (4) 小球は板から離れた後, ある高さまで上昇しその後落下した。 小球の最高到達点の 位置(座標) を求めよ。 [15 横浜市大]

この問題の弾性力の向きが上でした。ばねを上に伸ばしているので、ばねは縮む下向きに弾性力が生じると思ったのですが、なぜ上向きに生じるんですか？

50 弾性力 ばね定数が70N/m のつる巻きばねの一端に質量 1.0 3/15Xkgのおもりをつけ, おもりを水平な台上にのせ、ばねの他端を静かに引 き上げる。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) ばねの伸びが5.0cm のとき, 台がおもりを支えている力の大きさN [N] を求めよ。 (2) おもりが台から離れるときのばねの伸びx [m] を求めよ。 l l l l l l l l l l l

3番の問題で、力学的エネルギーなのに小球の速さのエネルギーは加えなくてもいいのですか？ 理由を教えて欲しいです🙏🏻

第9章 ■ 単振動 89 【リード C] 基本例題 37 水平ばね振り子 →180,181 解説動画 ばね定数 5.0N/m の軽いつる巻きばねを, なめらかな水平面上に置き, 一端を固定し,他端に質量 0.20kgの小球をとりつける。小球を水平方向に距離 0.40m だけ引いてからはなすと,小球は単振動をする。自然の長さ 10.40m, (1)この単振動の周期 T[s] を求めよ。 (2) 小球の加速度の大きさの最大値α [m/s'] を求めよ。 (3) 小球がもつ力学的エネルギー E [J] を求めよ。 指針 (2) 単振動の加速度の最大値 α =等速円運動の加速度 Aω2 000000 0.40 m 0.40 m, m 0.20 2π 解答 (1) 周期 T=2π k =2π₁₂ ≒1.3s 5.0 5 (2) a=Aw²=A 4 (277)² = A(√)² = T =1/12kA2=1/2x5.0×0.40=0.40J (3) E= k 2 5.0 =0.40× =10m/s2 0.20 速さ----- 0 - 最大 - 0 加速度の 最大 - 0 最大 大きさ

246の3番の問題で解説の2行目の√2はどうして消えたんですか？

245 平均運動エネルギー 温度 200Kの気体1分子の平均運動エネルギーは何 か。気体は理想気体とし,ボルツマン定数を 1.38×10-23J/K とする。 246 気体分子の運動 同じ温度の水素 (分子量2) と酸素 (分子量 32) がある。 の量について,酸素分子での値が水素分子での値の何倍か答えよ。 (1)1分子の質量 (2)1分子の平均運動エネルギー (3)二乗平均速度

(2)についてです。 (1)で半径3Rの等速円運動の遠心力と万有引力の釣り合いで求まるのは分かるのですが、 Q.遠心力＞万有引力となれば、引力圏から脱出するのではないか？ と考えてしまいます。(実際はエネルギーで解く) 力学的エネルギーが0になる方法も理解はできるのですが、... 続きを読む

44 万有引力 地球の質量を M. 半径を R, 万有 引力定数をGとし、大気の影響は無 視する。 A B R Q 2R P 1 地上2R の円軌道 A上を探査機 を積んだスペースシャトルが回 っている。 その速さと周期を求め よ。 M (2 (2)図の点P で, シャトルから探査 機を前方へ打ち出し, 地球の引力圏から脱出させたい。 そのために 必要な探査機の速さを求めよ。 (3)探査機を打ち出し, 減速したシャトルを楕円軌道B にのせ、地表 回収したい 占でのシャトルの速さを求め上

1番の問題で写真のような解き方をしてはいけないのはなぜですか？はやめに教えてくれると有難いです🙏🏻

基本例題 40 万有引力による位置エネルギー 203,204 解説動画 地球の表面から速さで鉛直上方に物体を発射したとき, 到達する最大の 高さんを考える。 地球の半径をR, 地球上での重力加速度の大きさをg とする。 (1) 万有引力による位置エネルギーを考え, vo をg, R, hで表せ。 Vo (2)がRに比べて十分に小さいときはどのように表されるか。 iR (3)v を大きくすると, 物体は地球上にもどらなくなる。 このとき, ではいくら以上にすればよいか。 g, R で表せ。 指針 万有引力定数G, 地球の質量Mが問題文に与えられていないので, 「GM=gR2」を用いて g, Rで表す。 解答 (1) 物体の質量をmとする。 力学的エネルギー保存則より 2+ 2 mv²+(-GMm)=0+(-G Mm R RIT) (G: 万有引力定数,M: 地球の質量) 12/3m mvoz = = GMm GMm GMm R R+h R GMm R+h-R GMm h = 1 = = R R+h R R+h R R+h ここでGM=gR2 より 12mv=gR2.m h 2gRh よって No = R R+h R+h (2)んがRに比べて十分に小さいとき, 720 より (3) 地球上にもどらないようにするには,んが無限遠であればよい。 2gRh 2gh ≒0 vo=v R+h = ≒√2gh h 1+. R このとき, A = 0 より R h 2gRh 2gR Vo= = VR+h ≒√2gR R +1 h

【物理記述の仕方】 新しく自分で文字を置くときに二枚目の写真のように細かく説明しなくても三枚目の写真のように図に記入すれば大丈夫ですよね?体積や圧力をV,Pを使って置いてるのでイレギュラーな文字の置き方しない限りは説明入りませんよね?💦

図のように両端を密閉したシリンダーが, なめら 19 かに動くピストンで2つの部分A, B に分けられて おり,それぞれに単原子分子理想気体が1 [mol] ず つ入れられている。 シリンダーの右端は熱を通しやすい材 A B 料で作られているが, それ以外はシリンダーもピストンも断熱材で作られている。は じめの状態では, A, B 内の気体の体積は等しく, 温度はともに To [K] であった。次 に, 右端からB内の気体をゆっくりと熱したところ, ピストンは左向きに移動し, 最終 的にA内の気体の体積はもとの半分になり, 温度は T1 [K] になった。 気体定数を R[J/(mol・K)] として,以下の問いに答えよ。 (1)この変化の過程で,A内の気体が受けた仕事は何〔J〕 か。 (2) 変化後のA内の気体の圧力は最初の状態の何倍になったか。 (3) 変化後のB内の気体の温度は何〔K] になったか。 (4) この変化の過程で, B内の気体が外部から吸収した熱量は何 [J] か。 ( 京都府大)