学年

教科

質問の種類

物理 高校生

問題とは直接関係ないのですが、(7)の図のx1→x3→x4で、等速度運動しないのはなぜか教えて頂けませんか? 静電気力が小さくなることで、x1以降は摩擦力が静電気力と釣り合うようになり、加速度が0になることから等速度運動する、という風にはならないのでしょうか?

(1) nまでは等速度運動だから、力がつり合う。点Oから離れるにしたが。、 て左向きの静電気力 qEが増し、それに応じて静止摩擦力が右向きに地」 ていく。やがて、おでは最大摩擦力umg に達する。そこでの電場の強さ E= より 電気 13 静電気·単振動 47 HE 13 静電気·単振動 水平右向きにx軸をとり,原点を0 電場 電場 とする。水平方向に -ax で表される -出mg aq q*a =mg 電場(電界)をかける(xは座標で, aは 図P 正の定数)。そして,水平右向きにベ ルトを一定の速さで動かす。正電荷q は向きを含めて 一g"axと表せる(ばねの弾性力と類似)ので ド=-aqx + mmg ベルト (2) Pはベルトに対して左へ滑るので、動摩擦力は右向きに働く。静電気。 を帯びた質量 mの小物体Pを点Oの位置でベルト上に置くと,Pは F=-aq (x-mg) aq (3) 上式を変形すると ベルトに対して滑ることなく動き始めた。Pとベルトの間の静止摩 これよりPはェ= mg(< x)を振動中心として単振動をすることが aq 擦係数をL, 動摩擦係数を μ(<μ)とし, 重力加速度をgとする。 ベルトは帯電しないものとする。 分かる(復元力の比例定数K=aq)。 もちろん。振動中心で最大の速さとなるので 出mg aq Pはやがて位置:x=(1) ]で滑り出す。 その後のPに働く合力F は,Pの位置xを用いて, F=(2) (4)単振動のエネルギー保存則(Fエッセンス(上)p79)より と表せる。Pはx=bで一瞬 静止した後,左へ戻り, 位置 x2=D (3)で最大の速さ Um=L(4) となる。x=bから x2に至るまでの時間は カ=D(5) である。その 後,Pは x =(6) で再び一瞬静止し, 右へ動くが, x4=(7) でベルトに対して静止し, 再び滑り出すまでには, ベルトの速さを (関西大+大阪大) K(b-xx)?= るV | aq = (b-mg aq V aq m (5) 右端から振動中心に移るまでの時間だから、周期Tの一である。 m- m Vとすると,tz=(8)の時間がかかる。 (6) は左端で、振幅A=b-xだけ、 中心xxの左側にあるので(次図を 参照) =-A= 2xーb=mg なお,(4)は、。=Ao =(bーx)·2x/Tとして求めてもよい。 Level(1), (2) ★ (3)~(6) ★ (7), (8) ★★ ーb aq 会 ( (7) Pは左端から右へ向かって速さを増していく。次図のように, ベルトの 速度Vと同じになるのは, 単振動の対称性から(ベルトに対して滑り始め た)位置xと振動中心をはさんで同じ距離だけ左に離れた位置 xx となる。 Point & Hint 力学としては,ばねに付けられた物体の, 動くべ ルト上での運動と同等である。 自然長 ma P V (2) Pはペルトに対して左へ滑る。 すると動摩擦力 の向きは…。 ベルト V Oms (3)~(6) (2)の合力Fの式から運動 (地面に対する運 動)が確定する。そして,いろいろな量が求められる。ん (7) Pの速度がベルトの速度と一致するのは…。 それまでの運動のもつ対称性 0 を利用したい。 単振動のエネルギー保存則で考えてもよい。振動中心から同じ距離だけ 離れた位置での単振動の位置エネルギーは等しいから, 運動エネルギーが (つまり速さが)等しい。 次図より . = 2xーx= aq mg (2h-) X- = Xー A A 左端 中心 右端 b -V ロー 赤点線は単振動 黒点線は等速V (8) xに達するまでは, Pはベルトに対して左へ滑り, (2)の「Fに従う単振 動であったが、いったんベルトに対して止まると,静止摩擦力に切り替わ り,Xに達するまではベルトと共に等速Vで動く。 ね= 2(x- x) V X-X 2mg ミ) agV

回答募集中 回答数: 0
物理 高校生

基本例題10の(2)を詳しく教えてください🙏🏻 至急お願いします!

(?)L: Vt 20 t? フェ A3 22 第1編運動とエネルギー C+ 303 基本例題 10斜方投射 CLEARC 0こ 度の大きさを9.8m/s° とする。 (1) 初速度の水平成分 vox, 鉛直成分 voy を求めよ。 (2)最高点に達するまでの時間ち [s]と, 最高点の高さん[m] を求めよ (3) 再び地上にもどるまでの時間t2[s] と, 水平到達距離x [m] を求め上 32.鉛直投げ上げ 気球から,静かに小残 58.8mの所であった。 重力加速度の大きさを 運動をする。最高点(セッ=0 の点)を境に上りと下りが対称になることに注目す。 解答(1) 解法1直角三角形の辺の長さの比より ト 20:v0x=2:3 33.鉛直投げ上げ 行ころ,小球は点Aを 最高点 (ッ=0) 10m/s 20m/s よって Vox=20× =10/3=10×1.73 2 30°D 0 向きに6.9m/sで通 さを9.8m/s とし, 17m/s =17.3=17m/s 20 20:voy=2:1 よって Voy=20×ー=10m/s 解法2 ひ0x=20cos 30°, voy=20sin30° からも導ける。 (2) 鉛直投げ上げの式 「ひ=v0-gt」をy 成分について立てると, 最高点では ひッ=0 より 0=10-9.8t 「ぴー=-2gy」より 0°-10°=-2×9.8×h (3) 対称性より =2t=2.04=2.0s x方向には等速直線運動をするから 「x=ut」より x=17.3×2.04=35.2…=35m 34.自由落下と 下させ, 2.0秒後に ところ,2つの小 9.8m/s? とする。 (1) 小石Bを投げ (2) ビルの高さh 20 7.0 ち=1.02…=1.0s POINT 斜方投射 水平方向:等速直線運動 鉛直方向:鉛直投射 100 -=5.10…=5.1m h= 2×9.8 0.40 35. 水平投射 速さで水平に飛。 Let's Try9 たら,物資は地 *30,斜方投射● 水平面上で斜め上方に小球を投げ 9.8m/s た。小球の初速度の水平成分の大きさは10m/s, 鉛直 成分の大きさは9.8m/sであった。重力加速度の大きさ を9.8m/s? とする。 (1) 小球が最高点に達するまでの時間t[s] を求めよ。また。 最高点の高さh [mjを (2) 小球が水平面に落下する点までの水平到達距離Z(m] を求めよ。 た。重力加速度 (1) 物資が地上い (2) 飛行機の速 (3) 物資の投下。 (4)飛行機から 10m/s → 36. 斜方投 小球を投げ上 *31.斜方投射● 地上39.2mの高さの塔の上から, 小球を水平 から30° 上方に初速度19.6m/s で投げた。重力加速度の大きさを 9.8m/s° とし,次の問いに有効数字2桁で答えよ。 (1) 投げてから最高点に達するまでの時間ちは何秒か。 (2)最高点の高さHは地上何mか。 (3) 投げてから地面に達するまでの時間なは何秒か。 (4)小球が地上に落下した点と塔の間の水平距離 1は何mか。 加速度の大き 19.6ms/ 7,30 (1) 初速度のホ 何m/sか (2) 小球が最高 (3) 小球が水 例題U

回答募集中 回答数: 0
物理 高校生

至急お願いします!🙏💦 39の(2)で今回はたまたまhの答えが整数だったのですが、これが無限少数などの場合 Hを求める式として代入する値は有効数字3桁(問題より答えは有効数字2桁だから)であってますか? 2枚目写真回答参照して教えてください(..)💦

『38.斜方投射 水平面上で水平間に対U 速度の大きさをg[m/s°]とする。 が 球が最高点に達するまでの時間 tは何秒か。また, 最高点の高さ hは何mか。 小球が水平面に落下する点までの水平到達距離しは何mか。 角度0を何度にとると, (3)の水平到達距離が最大となるか。 必要があれば 2sin@cos0=sin20 を用いよ。 何m/sか。 ▼例題9,42 19.6m/s *39.斜方投射 ら 30°上方に初速度19.6m/sで投げた。重力加速度の大きさを 9.8m/s? とし,次の問いに有効数字2桁で答えよ。 (1)投げてから最高点に達するまでの時間ちは何秒か。 22最高点の高さHは地上何mか。 (3) 投げてから地面に達するまでの時間なは何秒か。 (4)小球が地上に落下した点と塔の間の水平距離 /は何mか。 地上 39.2mの高さの塔の上から,小球を水平か 30° 39.2m 例題9,42 応用問題 ●=上位科目「物理」の内容を含む問題 40.自由落下と鉛直投げ上げ●2球A, Bを,同一の鉛直線上でそれ ぞれ次のように運動させた。Aは, 地面から初速度 で鉛直上方に投げ 上げた。Bは,高さhのところから自由落下させた。地面を原点として鉛 直上方にy軸をとり,重力加速度の大きさをgとする。 y BQ h 球を投げ上げた。小球の初速度の大きさを め [m/s], 重力加

回答募集中 回答数: 0