(4)ってx。が0より大きくないと行けないのは分かるんですが、{mgsinθ-‪√‬（mgsinθ）²＋2mgkLsinθ}/kが負になるのはどうやったら分かりますか？

必修 基礎問 18 力学的エネルギー保存の法則 図のように,下端が固定されて自然な長さになって いるばね定数kの軽いばねが,傾きのなめらかな斜 面に沿って置かれている。 いま, ばねの端から斜面に 沿って距離Lだけ離れた点より, 質量mの小物体を 静かに放した。小物体の速さは,斜面を滑った後の小 物体がばねを xo だけ押し縮めたところで0となった。 重力加速度の大きさ をg として,以下の問いに答えよ。 (1) ばねに接触する直前の小物体の速さvo をL,0およびg を用いて表せ。 0 m (2) 小物体の速度が0となった瞬間のばねに蓄えられているエネルギーEk をxoおよびんを用いて表せ。 (3) 小物体を放した位置と, ばねがxだけ縮んだ位置における重力による 位置エネルギーの差Eを, L, 0, m, xo およびg を用いて表せ。 (4) ばねの縮み xo をk, L, 0, mおよびg を用いて表せ。 (山形大)

2つほど質問があります。 ①(1)の問題で、v^2-v0^2=-2axの式に当てはめたのですが、答えがちがいました。なぜこの式は使えないのでしょうか。 ②(2)の解説の別解部分であるところに、無限遠では、位置エネルギーは0になるからと書いてありますが、運動エネルギーはは... 続きを読む

解説 (1) 地球の質量をM, 物体の質量をmとする。 打ち上げた直 後と高さんの点に達したときとで,力学的エネルギー保存の法則の式 ・G を立てると, 12/2mv²+(-GMm Mm R+h h 2GM- GM=gR2 の関係から, v= v₁= √ R(R+h) (2) (1) ひの式において,分子, 分母をともにんで割ると OMA Vm) = - R +1 ・G づく。したがって, 速さv2 は, v2=√2gR Ma 日の 2gR である。 ここで, んを無限遠に近づけると, は0に近 R h R h 2gRh R+h (1) GM=gR2 の関係 は,mg=G- から得 られる｡ Mm R2 ● 別解 (2) 万有引力 による位置エネルギーは, 無限遠で0となるので, 力学的エネルギー保存の 法則からは 2 2 n v ₂². Mm R = 0 GM = gR2 の関係を用い T. v₂=√2gR

！！！至急お願いします！！！ マーカーの部分の言ってる意味がわかりません。 解説をお願いします🙇‍♂️

基本例題20 弾性力による運動 なめらかな水平面ABと曲面 BC が続いてい る。 Aにばね定数 9.8N/m のばねをつけ、 その他 端に質量 0.010kgの小球を置き, 0.020m縮めてA はなす。 重力加速度の大きさを9.8m/s2とする。 (1) 小球は,ばねが自然の長さのときにばねからはなれる。 その後, 小球は,水平面 AB から何mの高さまで上がるか。 (2) 水平面 AB からCまでの高さは0.40m²である。 ばねを0.10m縮めてはなすと, 小 球はCから飛び出した。 このときの小球の速さはいくらか。 指針 垂直抗力は常に移動の向きと垂直で あり仕事をしない。 小球は弾性力と重力のみから 仕事をされ, その力学的エネルギーは保存される。 (1) では, ばねを縮めたときの点と曲面上の最高点, (2) では, ばねを縮めたときの点と点Cとで, それ ぞれ力学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 解説 (1) 重力による位置エネルギーの 高さの基準を水平面ABとすると, ばねを縮め たときの点で、小球の力学的エネルギーは、弾 性力による位置エネルギーのみである。 曲面 BC上の最高点で, 速さは0であり、力学的エネ H 22nd B 2 00000 基本問題 151, 158 C ルギーは重力による位置エネルギーのみである 最高点の高さをん 〔m〕 とすると, ×9.8×0.020²=0.010×9.8×h v2=1.96=1.42 0.40m ん=2.0×10- (2) 飛び出す速さをv[m/s] とすると、点Cに いて, 小球の力学的エネルギーは、運動エネ ギーと重力による位置エネルギーの和であり 1. 1/3×9 ×9.8×0.10²=1/123×0.010ײ 2 +0.010×9.8×0. v=1.4m/s

！！！至急お願いします！！！ 赤い印のところで、cosを使って分解するのは分かるのですが、なぜ、分解する速さが28m/sなんですか？ 28は初速度なのにここで28を分解する意味が分かりません。 説明下手ですみません🙇‍♀️どなたか解説をお願いします🙇‍♂️

基本例題19 斜方投射と力学的エネルギー 物理 水平な地面から仰角 60° 初速度 28m/sで小球を投げ出 した。 重力加速度の大きさを9.8m/s² として,次の各問 に答え (1) 高さが17.5mの点Aを通過するときの, 小球の速さ ひはいくらか。 (2) 最高点Bの高さんはいくらか。 指針 小球は重力のみから仕事をされ, そ の力学的エネルギーは保存される。 (1) 投げ上げた直後の点と点Aとで, 力学的エ ネルギー保存の法則の式を立てる。 (2) 最高点Bにおける速度 は,鉛直方向の成分が0で あり, 水平方向の成分のみ になる。 128m/s 28cos601=14m/s 投げ出した直後の点と点B とで,力学的エネルギー保 存の法則の式を立てる 解説 (1) 小球の質量をm[kg] とし,地 60° 14m/s 基本問題 152, 153,156 28m/s 60° 17.5m 2 h=30m ,B h 面を重力による位置エネルギーの基準とすると, 力学的エネルギー保存の法則から, 1 xmx282=1/13m²+m×9.8×17.5 2 v2=441 v=21m/s (2) 最高点における小球の速さは14m/sなので, 力学的エネルギー保存の法則から, xmx282=1/23 xm×142+m×9.8×h 《Point 重力による位置エネルギーの基準は、 計算が簡単になる位置にとるとよい。

力学についての質問です。 写真の問題の（3）について、解答では物体A・Bの運動エネルギーと弾性力の力学的エネルギーが保存されることを用いて答えを出しています。 私は、物体Bには弾性力しか働いていないため物体Bのみで考えても力学的エネルギーが保存されると考えたのですが、何が... 続きを読む

B 196. ばねと衝突■ 図のように, 小球A,B,Cが 一直線上に並んでいる。 A, Cの質量をm, Bの 質量をMとする。 AとBは, ばね定数kの軽いば 100000000 ねでつながれている。はじめ,ばねは自然長であり,A,Bは静止している。また,A は壁に接している。 小球の運動は一直線上でおこり, 床はなめらかであるものとする。 ○(1) Cが左向きに一定の速さで運動し,Bと弾性衝突をした後,運動方向を右向き に変えた。 この衝突直後のBの速さVを, m, M, vo を用いて表せ。 X (2) (1) の衝突の直後から, Bの運動に伴い, ばねはいったん縮んだ後、 再び伸びて自然 長にもどる。 この間に壁がAに与える力積の大きさを,Vを用いて表せ。 X(3) ばねが自然長にもどった後,Aは壁をはなれ ばねは伸縮を繰り返しながら, 全体 として右向きに運動する。この運動でばねが最も縮んだときの自然長からの縮み,お よびそのときのA,Bの速さを,Vを用いてそれぞれ表せ。 ヒント 194 三角関数の加法定理, sin(a+β)=sinacosβ+cos asinβ を利用する。 195 小球と台をまとめて1つの物体系と考えると,運動量の水平成分の和は保存される。 196 (3) ばねが最も縮んだとき,A,Bの速さは等しい。 C (13. 神戸大改) 例題14

力学的エネルギー保存の法則についてです。 物理のプリントを解いていたところ、写真のような力学的エネルギーについての表を埋める問題がありました。 (ばね定数を k [N/m]、物体の質量を m [kg]、また重力加速度の大きさを g [m/s²]としています) 点Cのときの運... 続きを読む

(2) ばねがα [m] だけ伸びた点Aで物体はつりあう。 ばねが自然の長さとなる点Bまで物体を持ち上 げて静かにはなすと、最下点は点B より〔m〕 下方の点Cであった。 重 力による位置エネルギーの基準を点 Bとする。 点B 点C エネルギー(J) 0 電力による 位置 エネルギー(J)エネルギー(J) が 0 -mgh/= kaz² 弾性力による 位置 BS･T llllllllllll 自然の長さ つりあい の位置

物理円運動、なぜv≧0になるのか分かりません v>0はなぜダメなんですか？

図のように,半径r[m] のなめらかな半球の点Bから質量 m[kg]の小球を初 速度 v[m/s]で円周上を這うようにすべらせた。 半円球の頂点Aを通過するとき の速さを求めよ。 また、 そのためのvの条件を、重力加速度gr, 0 を用いて ・表せ。 (1) 点 A を通過するときの小物体の速さをv 〔m/s〕とすると,力学的エネルギー保存の法則より、 点Bの高さを重力による位置エネルギーの基準面として, mg (r-r cos 0)+−mv 2 2 1 + 1/2mv ² ==mv² wžk, v= √v,² −2gr(1−cos€) (m/s) 2 164 小物体が面から受ける抗力の大きさをN〔N〕 とすると, 地上から見た場合, 円運動の運動方程式は, ma = F 222 m =mg-N ゆえにN=mg-m r 2 =N=mg 点Aを通過するためには N≧0かつ≧0であるので, 以上2式より v=v2-2gr (1-cos 0 ) ≧0よりvo≧/2gr (1-cose)... ① 02 N=mg-m v≥0 £9 vo ≤ gr (3-2 cos 0) ① <②より2gr (1-cose) vo≦gr (3-2cose) v=vo^2-2g(1-cose) [m/s] (4点) 0 Vo √ N6² -25+41-(050) ≤ 0 18²-2gr (1-1056) 20 No² ² 2gr (1-(056) ) 2gr (1-cos) ≤vo s (3-2 cos 6) M²√ √294 (1-(050) BEL 基準

力学的エネルギー保存の法則について質問があります。 下のような問題で使ってあるのですが、力学的エネルギー保存の法則は運動エネルギーと位置エネルギーの和と書いてあります。しかし、運動エネルギーしか考えてない時がよくあります。どういうことですか？

右向きに速さ 2.0m/sで進む質量20kgの球Aと. 左向 きに速さ 1.0m/sで進む質量10kgの球Bが正面衝突をし た。両球間の反発係数を0.50 として,次の各問に答えよ。 (1) 衝突後のA,Bの速度をそれぞれ求めよ。 (2) 衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。 指針 運動量保存の法則の式と反発係数の 式をそれぞれ立て, 連立させて解く。 mivi+m202=mvi'+m202′ A e = _ _ví - v₂ V₁ V₂ 解説 (1) 右向きを正の向きとし, 衝突 後のA,Bの速度をそれぞれ v', '′ とする。 運動量保存の法則から. |衝突前 | 2.0m/s B -1.0m/s 衝突後 B A 20kg |基本問題 191, 192 2.0m/s 1.0m/s B 10kg 20×2.0 +10×(-1.0)=20v'+10v2' 反発係数の式は, 0.50= 2つの式から, v1'=0.50m/s, v2′=2.0m/s A: 右向きに 0.50m/s,B: 右向きに 2.0m/s (2) 位置エネルギーは, 衝突の前後で変化しない。 失われた力学的エネルギーは, (衝突前) - (衝 突後)の運動エネルギーを計算して求められる。 O (1/2 ×20×2.0+ 1/1×10×1.0²) 2 - 1/2×20×0.50 + 1/3×10×2.0) =22.5J 23 J sar ví - v₂ 2.0- (-1.0)

青線の部分のやつの位置エネルギーをどう考えたら出てくるのか分からないのと、なんでBでは位置エネルギーがないんですか？

~必解 134 鉛直面内での円運動 右図のように半径] のなめらかな半球の頂点Aに,質量m[kg]の小物体を 置き,静かにはなしたところ, 小物体は面に沿ってすべ り出した。 重力加速度の大きさをg [ms'] とする。 (1) 鉛直線となす角が9の点を通過するときの 小 物体の速さはいくらか。 (2) (1)のとき, 小物体が面から受ける垂直抗力の大きさはいくらか。 (3) 小物体が面から離れるときの coseの値を求めよ。 [ T A B

青線の部分のやつの位置エネルギーをどう考えたら出てくるのか分からないのと、なんでBでは位置エネルギーがないんですか？

~必解 134 鉛直面内での円運動 右図のように半径] のなめらかな半球の頂点Aに,質量m[kg]の小物体を 置き,静かにはなしたところ, 小物体は面に沿ってすべ り出した。 重力加速度の大きさをg [ms'] とする。 (1) 鉛直線となす角が9の点を通過するときの 小 物体の速さはいくらか。 (2) (1)のとき, 小物体が面から受ける垂直抗力の大きさはいくらか。 (3) 小物体が面から離れるときの coseの値を求めよ。 [ T A B