物体A、物体Bを系とした時に、弾性エネルギーって働くんですか？多分ない力の打ち消し合いとごっちゃになってるのでどなたか教えて欲しいです。

30* 質量 2m[kg] の物体Aと質 量m[kg] の物体Bとがあり, Aにはばね定数k [N/m〕 の軽 いばねがつけられ, このばねを 2m V m 壁 A 000000000 B 自然長より縮めた状態に保つため,BはAと糸で結ばれている。Aと Bは滑らかな水平床上を右方向へ速さ [m/s] で動いている。 ある点 で糸が急に切れ,まもなくAは静止した。 一方, B はばねから離れて, 右方へ動き,壁と弾性衝突をして左へ戻り,Aのばねに接触した。重力 加速度をg [m/s] とする。 (1) 糸が切れ, ばねから離れたときの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 が壁に与えた力積の大きさはいくらか。 (4) B とばねが接触した後, ばねが最も縮んだときのBの速さはいく らか。 (5)B とばねが接触した後, Bがばねから離れたときのAの速さはい くらか。 (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。 (東洋大 図

カッコ2って鉛直方向の初速度が同じでも小球bがp点に届かなかったらダメなんじゃないですか？それを考えてない理由を教えて欲しいです🙇

する 際 EEE-1-2 =1-13-1 力学的エネルギーは運動エネルギーと位置エネルギーの和をさすが, 位置エネル ギーは衝突の前後で変わっていないので,運動エネルギーの減少を調べればよい。 27 (1) Aを原点として鉛直上向きにy軸をとる。 落下するのは y = 0 のとき だから, 求める時間をとして公式 2 を用いると 0 = vt₁+(-g) t₁² 20 ... = g (2) 鉛直方向の初速度を同じにする必要がある(するとAとBはいつも同じ高 sin α = さにいる)。 そこで Vsin a = v (3) 最高点に達するまでの時間を とすると,公式より 0=v+(-g)t t2= t として 3 求めると早い この間にBは右への距離を動けばよいので l= (Vcosα)t2= Vv g cos α = g Vu √1-sin² a Vv 2 = 1 √√√√² - v² g 動量保存則より (4) 求める水平成分を vx とする。 水平方向での運 MV cos α = (M+m) vx 衝突直前 Mo m Ux= MV M+m M Vcosa 止 2 cos α = M+m Vx 直後 M+m 鉛直成分は A, B 共に衝突前が0なので 0 水平方向は外力がないので運動量保存は厳密に成りたつ。 一方、 鉛直方向は重力が かかっているが, 瞬間的な衝突では(重力の力積が無視できるため) 近似的に適用し てよい。 問題文にとくに断りがなければ, 瞬間衝突と思ってよい。 (5) 初速 ux での水平投射に入る。 落下時間はt なので 鉛直方向に上がる時間 V²-12 と下りる時間は等しい) x=vt= Mo

(2)なんですけど、答えの方に、おもりをはなしてから、バネの伸びが初めて最大になるまでの時間tは周期Tの1／2倍であると書いてあるんですけど、なんで1／2倍なんですか？ →・→ ←・← みたいな感じでなるから1／4倍だと思ったんですが、、、

(1) ばねの自然の長さからの伸びの最大値xはいくらか。 となる位置で静かにはなしたところ単振動を始めた。重力加速 度の大きさをg とする。 183 斜面上のばね振り子 傾角0のなめらかな斜面上で, ばね定数kのばねに質量mのおもりをつけ, ばねが自然の長さ mmmmmmm] (2) おもりをはなしてから, ばねの伸びが初めて最大になるまでの時間を求めよ。 例題 38, 190, 191, 193 0

物理の運動量保存についてです。 (6)の教えてください。 2枚目に回答あります

5.07運動量の保存と力学的エネルギー [2007 福岡大] 図のように、質量Mの物体A が, あらい水平面上に 静止している。左から質量mの弾丸Bが速さ uoで水平 に飛んできて, A に瞬間的につきささり,AとBは一 体となって右向きに速さVで動きだした。 重力加速度の N B MVV (Mimb M 大きさをg, 物体A と水平面との間の動摩擦係数をμとして,次の問いに答えよ。 (1)弾丸Bが最初にもっていた運動エネルギーはいくらか。 (2)運動量保存則から速さ V を求め, M, m, u を用いて表せ。 ' (3)弾丸が物体につきささったことで失われた力学的エネルギーを, M, muo を用い て表せ。 MN (4)(3) で失われた力学的エネルギーはどんな形のエネルギーに変化したと考えられるか、 文章で答えよ。 MN (5) 一体となった物体にはたらく動摩擦力の大きさを, M, m, μg を用いて表せ。 (6)一体となった物体は, 距離 sだけ動いて止まった。 s を V, μ,g を用いて表せ。

v1＝0m/sは問題文からDで止まったと書いてあるので式立てなくてもいいんじゃないんですか？この止まったっていうのは問題文の時点で相対速度で床から見たら動いてるかもしれないってことなんですか？あと2枚目の外力がないっていうのは、小物体と台一体となったときのことで、摩擦熱が発... 続きを読む

チェック問題 4 台上の物体の運動 図のような形状で, なめらかな 部分 ABC と粗い部分 CDE をもつ 質量Mの台が, なめらかな水平 面上に置かれている。 いま, 質量 mの小物体を初速度0で点Aから A m やや 12分 (台の上面 BCD は水平) h B C DE M →XC すべらせたところ, 小物体はB, Cを通過し, Dで止まった。 台の粗い面と小物体の動摩擦係数をμ'′ とする。 右向きを速度 の正の向きとする。 (1) 小物体がBを通過したときの台と小物体の速さ V, uはいくらか。 (2) CD間の距離はいくらか。 μ' とんを用いて表せ。

(1)ばねが最大限に縮んだときの速さイメージで0m/sなのですが違いますか？(1)が問題として成り立つのが理解できません

チェック問題 3 ばねの力を介した2物体の運動 なめらかな床の上に置かれた質 量Mでばね定数kの軽いばねが 8分 ついた物体Aに,質量mの物体B が速度v で近づいている。 k 〒00000000M B (1) ばねが最大に縮んだときの2 物体の速さを求めよ。 (2)ばねの最大の縮みd を,m, M, k, vo を用いて求めよ。 解説 (1) ばねが縮むと, Aは押され 後 て動き出し、 速くなっていく。 一方, Bはだんだんと遅くなる。 やがて ば ねが最大に縮むところで, 相対速度が 0になってAとBは床から見て同じ速 度 ひ になる。 最大の縮みd V₁ B-00000- A 相対速度0で 摩擦熱なし 同じ速度! じゃあ、このとき,AとB全体に着目して成立する保存則は何かな? ・外力はないから, AとB全体の運動量は保存し, そして, あ! 摩擦熱が発生しないから、全力学的エネルギーも保存するぞ! そうだ。まずAとB全体としての <運動量保存則》 で. moo+Mx0=mv+Moi よって, 01= m m+M (2)次はAとB全体としての《力学的エネルギー保存則》で、 mvo2 = mv mo²+ 2 2 11 Mo₁² + 1½ ½ kd² ±7. d = √1mv² - (m + M)v,²{ mM k(m + M) × Vo 045 ①より

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。

(2)について質問です。 (2)ではAとBを合わせた力学的エネルギーの保存を考えてますが、Aと Bそれぞれで力学的エネルギーは保存されないのでしょうか？

基本例題 27 力学的エネルギーの保存 117~121 解説動画 定滑車に糸をかけ, 両端に質量mおよびM (M>m) の小球 A, Bを取りつけた。 Aは水平な床に接し, Bは床からんの高さに保持 されて糸はたるみのない状態になっている。 いま, Bを静かにはな すとBは下降を始めた。 重力加速度の大きさをg とし,床を高さの 基準とする。 (1) Bが床に衝突する直前の A, B の速さをvとする。 このとき, A, B がもつ力学的エネルギーはそれぞれいくらか。 (2) B が床に衝突する直前の A,Bの速さ”はいくらか。 A B 指針 A,B には,重力(保存力)のほかに糸の張力 (保存力以外の力)もはたらくが,張力が A, B にする仕事は,正, 負で相殺するので, 力学的エネルギーは保存される。 A:0+0=0 B: 0+Mgh=Mgh 解答 (1) B が衝突する直前の力学的エネルギ A, B をあわせて考えると、 全体の力学 エネルギーは保存されるので ーはそれぞれ 1 A : 121m²+mgh 1 2 B: Mv² +0=Mv² (2) 最初 (Bをはなした直後) の力学的 よって v= エネルギーはそれぞれ 0+Mgh=(1/12mi mu2+mgh+Mv2 gh) + 1/12 Mv² 2(M-m)gh M+m 21

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

(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