Ⅰ 次の文章を読み以下の問に答えよ。
図1のように地球上で,質量mの小球を、水平な床からの高さんの点Aから、速さで水平方向
に投げ出した。点Aの鉛直下方向の床上の点を原点とし、図のように、y軸をとる。 重力加速度
の大きさをgとし、この小球にはたらく空気抵抗力は無視できるものとする。
向に一様な電場E (E>0)を加えた。 その後, 点Aから場の方向に小球を速さで投げ出した。
次に、地球上で、図3のように質量の小球に電気量g (40) の正の電荷を加え, 更に水平方
点Aの鉛直下方向の床上の点を原点とし、図のようにz, y軸をとる。 重力加速度の大きさをgと
し、この小球にはたらく空気抵抗力は無視できるものとする。
y
AA
ho
点A
h
床
h
図3
電場E
床
1
(1) 床に落下するまでの時間及び落下した点と原点Oとの距離を求めよ。
(2)同じ実験を重力加速度の大きさが1/2gの月面で行った。 地球で行った時、 投げてから床に落下す
るまでの小球の軌跡が図2で表される点線であるとき, 月面で行ったときの軌跡の概形を実線で記
入し、なぜそうなるかを説明せよ。必要があれば次の数値を用いてよい。
(3)床に落下するまでのまでの時間及び落下した点と原点○との距離を求めよ。
(4) 床と衝突直前の小球の速さをを用いて求めよ。
(5) 小球の運動の軌跡は放物線となる。 mg=gEのとき、 軌跡の概形を実線で書け。
√2 =1.4 √3 =1.7 v6=2.4
=0.7
√2
点 A
20
0
重力加速度 g
のときの軌跡
図2
=0.6
=0.4