高知大学の過去問です。 画像の問2の答えの出し方が分かりません。 運動量保存則と反発係数の式は立てれましたが、そこから答えにたどりつけません。どうやって解くのでしょうか。 至急教えて頂きたいです。

2023年度 高知大 1 図1に示すような。 滑らかな面 AB, CE を有する台上における物体の運動について考える。 AD 間は水平面, DE 間の形状は鉛直に直径2R[m] を有する半円である。 また, 長さ L[m] の区 BCは粗い面となっている。 はじめに 点Aにばね定数k [N/m)のばねの一端を台に固定し, 他端に質量 M [kg] の物体a を取り付け. ばねが自然長の状態で物体に接するように質量m[kg] の物体b (m <M)を置いた。 物体 a, b の大きさ, ばねの質量 空気抵抗は無視できるものとす る。また物体と物体bの間のはねかえり係数をe. 物体b と面BCの間の動摩擦係数をμ 重力加速度の大きさを〔m/s*〕とする。 このとき,計算過程を含めて、 以下の問いに答えよ。 (70点) 1.図2に示すように物体a を左に押してばねを d[m]だけ縮め、静かに手を離した。この時 物体 b に衝突する直前 (図3)の物体の速さ Vo [m/s] を 求めよ。 2. 物体が物体bに衝突した直後(図4) における それぞれの速さ V [m/s] [m/s] を求めよ。 図1 L 2R A B CD 図2 wwo KI 図3 V₁ www 3. 衝突直後に物体は AB間で単振動を始めた。 その振幅 X (m) を求めよ。 図4 V₁ 01 wwG 問1, ばねの弾性力による位置エネルギーと 運動エネルギーは等しいので Vo' = M d² Vo=dJ [m/s] 問2.物体a,bについて運動量保存則より MV=MV1+mvi 反発係数の式より、 V₁-V evo -evo=サーV1 4. 物体は回転せずに区間 BCを通過した。 区間 BCを通過後(図5)の物体bの速さ102 [m/s] を求 めよ。 図5 5. 物体b は区間DEを面から離れずに通過した (図6)。 このときに,点Eを通過する際の速さ [m/s] が満たすべき条件を示せ。 また、その条 件を満たすの最小値を求めよ。 図6 www 6. 物体bが点Eを通過する瞬間に ばねが最も伸びたとする。 そして 物体 b が水平面 AD 着したときに物体がちょうど1往復した。 そのときのkをR,M を含む形で求めよ。 問1,Vo= d [m/s] 問2、V= M-em d JE m+M (1+e)d M m+M [m/s] [m/s] 問5V3≧JOR [m/s] 12の最小値 [SgR [m/s] 問6,b=gM [N/m]

物理基礎　運動の法則です 解説読んでもわかりません。 特に⑴のBについての式、どうして3aなんですか？Aが上にあるから5aじゃないんですか？ それも含めて詳しく解説お願いします

0=vo-gt ゆえに、t= 'g 例題16 重ねた物体の運動 61 71 72 右図のように、 水平な床の上に質量 3.0kg 体 A をのせる。 床とBとの間には摩擦はB の板Bを置き、その上に質量2.0kgの物 なく,AとBの間の動摩擦係数を0.50 とする。 Bに水平方向右向きにF[N] の力を加え, Fの値を0から徐々に大きくし ていった。 (1)Fの値が 29.4N を超えたとき、AがBの上をすべり始めた。 AとBとの間の 静止摩擦係数はいくらか。 (2) F=39.2 [N] のとき AとBの加速度の大きさはそれぞれいくらか。 ●センサー20 摩擦力は,接触面の相対的 な動きを妨げる向きにはた らく。 最大摩擦力, 動摩擦力の大 きさは,物体にはたらく垂直抗 力の大きさに比例する。垂直抗 力の大きさは,その方向の力の つり合いから求める。 解答 床から見ると, A は右向きに動き出すからAにはたら く水平方向の力は右向きである。 Aにはたらく水平方向のカ は摩擦力のみである。 よって,Aにはたらく摩擦力は右向き となる。Aにはたらく摩擦力の大きさをfとすると, 板Bには、 その反作用の力がはたらくから,BがAから受ける摩擦力は 大きさがfで左向きとなる。 また, AがBの上をすべる場合 Bから見るとAは左向きに動くから, Aにはたらく摩擦力は 右向きである。 AとBとの間ではたらく垂直抗力の大きさを N〔N〕,Bが床か ら受ける垂直抗力の大きさを R[N] とする。

(2)についてなのてすが、なぜ、h+xがLを超える場合を考慮してないのでしょうか？？

単振動はばね振り子に限らない。 以下, そんな例を取り上げてみよう。 EX 4 長さl,断面積Sの木を密度の水に浮かべ たら,んの深さで静止した。 そして少し押して 放すと振動を始めた。 水の抵抗はないとする。 (1) 木の密度 P を求めよ。 S h (2) 静止状態での木の底Bの位置を原点とし て下向きにx軸をとる。 振動中の底Bが位 置xに来たときの合力を求めよ。 P B 1x (3) 振動周期を求めよ。 180 ふりょく 解 浮力fは液体の密度をp, 液面下の体積をVとすると, f = pVg と表される。 (1)木の質量はm = pSl と表せるから、重力と浮力のつり合いより pSlg=pShg .. h P1 (2) 水面下の体積はS(h+x) だから, 合力 F は F=pSlg-pS (h+x)g =p1Slg-pShg-pSxg=pSgx (3) このように合力は比例定数K = pSg をもつ復元力だ mg- -B 浮力 h 80 から木は単振動をする。 K T=2√7=2. =2√ psg PSI h = 2人 g * >

名問の森40番の(2)で、遠心力がかかるからばねは伸びるため、条件をr0＞lとしたのですがなぜ答えはr0＞0なのかが分かりません。教えてください！

40 単振動 水平面内において一定の角速度で 回転している円板がある。 円板上には, 半径方向にみぞが掘られており,その中 にばね定数k,自然長のばねが置かれ ている。 ばねの一端は中心0に固定され, 他端には質量 M の小球Pがつけられてい る。 P はみぞの中を滑らかに動け,0か み 40 単振動 121 P 126 している観測者Aには,Pがr=ro の点に静止して見えた。 らPまでの距離rを用いておもりの位置を表す。 いま、円板上で静止 真上から見た図 ◯(1) ro をl,k, M, ω を用いて表せ。 w (2)こうなるために必要な角速度に対する条件を表せ。

1枚目の問題について 2枚目のような状態の時、v＝4m/sよりx＝0.9mまで到達するのには3.6sかかる。 →1枚目の解説（STEP2）は3.6s平行移動 じゃダメなんですか？ x-tグラフじゃなくy-xグラフから始めているのもよく分かりません。教えていただけると助か... 続きを読む

出題パターン 般形(具体的な数値×) 45 波式 いたときの, (1) 入射波 (2) 反射波の波の式を求めよ。 STAGE 12 の42 (p.141) のグラフで、x=0.9〔m〕の位置に固定端を置 解答のポイント! 反射波は原点でのy-t グラフ (p.142の(3)を参照) からつくる。 解法 書くのは難しい→たからで いきなりつくか、9でのモグラフを レーモグラフメ (1) 波の式のつくり方3ステップ(vxグラフ)で求める。 STEP1 図13-12 のt=0 X102 (m), y 2.0- sin s での波の式は, t=0 t=t 2π y = -2.0×10 -sin x 0.8 4.0t 注目 STEP 2 vt = 4.0t 平行移動。 20 0.8 STEP3 時刻での波の式は, 時刻 -2.0- xx -4.0t とおきかえて, 図13-12 ているか 道のり y = G2.0×10 'sin (x -4.0t) 2π 0.8 =2.0×10™sin10t- 10.x (+-) sinfax (++-+18~ s/n {lon (t+ 4 ) 4 9

青い線の移り変わりが出来ないのですがどなたか解説お願いします🙇‍♂️

チェック問題3 水圧と浮力 標準6分 右図のように, 底面積 Sで高さんの箱 h が、密度Pの水中にその下側 1/3 の高さだ け水に入った状態で浮かんでいる。 S h 箱 P* 3 (1)この箱の質量mをP*, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量M, 体積 V のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離 x を M, V, P*, S で表せ。 ただし, 箱はすべて沈んでしまわないものとする。 水・ 解説 (1) 箱に着目して力を書き込む。 図 aでアルキメデスの原理より, 箱は水を体 h it-JJP 11-Sg 積 Sだけ押しのけているので, 浮力の大 h 13 きさは、PgSxgとなる。 重力と浮力の 力のつり合いの式より, mg h mg=PxgSg… ①m=/1/23 PhS... 1 a (2) 箱とおもり全体に着目して力を書き込む。 図 bでアルキメデスの原理より、箱とおも * P * ( 1/1 + x) Sg りを合わせて体積 +x S + Vだけ水を (1/3 x)s- mg +x 3 Px ( 1 +x) S+V}g となる。 押しのけているので, 浮力の合計は, h 浮力 PV Mg 箱とおもり全体に着目した力のつり合いの 図 b 全体に着目しているので, 糸の張力は考えなくてよい 式より, h mg+Mg=P* +x)S+V\g よって, x= M V PSS (①式を代入した)・・・・・・簪 50 物理基礎の力学

A、Bのおもりで、同じ次元で考えているのに、どっちが正で、どっちが負というふうにわけてもいいのはなんでなんでしょうか？

11 軽い定滑車に軽い糸をかけ,その両端に質量がそれぞれ ma, mB [kg] (mm) のおもり A, B をつけて静かに手をはなす。 重力加速度の大 きさを g 〔m/s2] とする。 (1) おもりの加速度の大きさ a 〔m/s2] を求めよ。 (2)糸がおもりを引く力の大きさ T [N] を求めよ。 解答 (1) ma-meg[m/s2] 2m AMB (2) -g [N] ma+mB ma+mB (解説) A B (1)m>m なので, おもり A は下降し, Bは上昇する。 糸が A を引く力とBを引く力の大きさは,同じである。 A,B にはたらく力は図のようになる。 A については鉛直方向下向きを正, B については鉛直方 向上向きを正とする。 A,B それぞれの運動方程式は次のようになる。 A:maa=mag-T 正の 向き a↑ meg 正の T 向き A Imag B:mpa=T-mg ①式+ ② 式より (ma+mz)a=(ma-m)g よって a= ma-msg[m/s2] ma+mB (2) ②式xm-①式×m より 0=-2mmBg+(ma+mB)T 2m AMB よってT= ma+mB -g [N]

(2)のよって、の後の計算がなかなか合わないです。 途中式込で教えて頂きたいです🙇🏻‍♀️

が,密度P の水中にその下側 1/3 の高さだ け水に入った状態で浮かんでいる。 チェック問題 3 水圧と浮力 x 右図のように、底面積Sで高さんの箱 h 標準 S h 箱 . 6 分 体 (X) この箱の質量m をP*, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量 M, 体積V のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離 x を M, V, P水, S P* 3 で表せ。ただし,箱はすべて沈んでしまわないものとする。 解説 (1)に着目して力を書き込む。 図 aでアルキメデスの原理より、箱は水を体 積Sだけ押しのけているので、浮力の大 Sh h きさは、PgSxgとなる。重力と浮力の 力のつり合いの式より, h mg=PxSg... m=phs h JP⭑Sg 3 mg 図 a (2) 箱とおもり全体に着目して力を書き込む。 図bでアルキメデスの原理より,箱とおも 浮力 P* ( 1½/1 + x) S g 3 -xsg りを合わせて体積 ( 2 + x S + Vだけ水を xs+ 押しのけているので、浮力の合計は, h mg P水 Px{(½ +x) S + V}g となる。 浮力 PVg 箱とおもり全体に着目した力のつり合い Mg の式より, mg + Mg = P x { (1/1 + x) S + V }g 3 M V 図 b h 全体に着目しているので, よって,x= P⭑S S (①式を代入した)……・・・答 糸の張力は考えなくてよい

物理の水圧と浮力の問題です。 下の問題の（1）についてですが、 なぜ質量mを　体積を底面積S×高さh＝Shとしてから 　　　　　　　質量を密度ρ水×体積Sh＝ρ水Sh と求めてはいけないのでしょうか。 なぜ力のつり合いの式を たてなければいけないのかが分かりません。 分かる... 続きを読む

標準 6分 チェック問題 3 水圧と浮力 右図のように,底面積Sで高さんの箱 S h が、密度の水中にその下側 の高さだ 3 h 箱 け水に入った状態で浮かんでいる。 (1)この箱の質量mをP*, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量 M. 体積V のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離 x を M, V, P*, S P* で表せ。 ただし, 箱はすべて沈んでしまわないものとする。 浮力 3 #p* 1/1 Sg h 解説 (1) 箱に着目して力を書き込む。 図 aでアルキメデスの原理より, 箱は水を体 h h 積 75Sだけ押しのけているので,浮力の大 h きさは,PgSxgとなる。重力と浮力の 力のつり合いの式より、 Sg.... mg=PgSg... ①m= 3P+hS mg 図 a 3

この２問が分からないので教えて頂きたいです！！ 答えの解説を読んでもよく分かりません、、

/ 123. 浮力 密度ρ, 体積Vの氷が,密度ps の海水に浮かんでいる。 海水中にある氷の体積を V., 重 力加速度の大きさを」として,次の各問に答えよ。 (1) 氷が受ける重力と浮力の大きさを求めよ。 重力: (2) 氷の海面から出ている部分の体積を, V, P, Ps を用いて表せ。 浮力: