*1a- 2)
れば必
チェック問題3滑車と放物運動
やや難 15分
図のように,上端に滑車のつい
た傾角30°の粗い斜面がある。質量
mの台車Aの上に質量 mの球Bを
乗せ,軽い糸で滑車を通して質量
4mのおもりCにつなげ, 全体を静
かに平板上に置いた。台車は, 動
V3の斜面上Lだけ登り,滑車に衝突すると,球はその
L
m
(B
mA
C4m
30°
摩擦係数
ときの初速度で空中に飛び出していって最高点に達した。
(1) 球が飛び出す速さ v,はいくらか。
(2) 球が飛び出した位置からはかった, 最高点の高さん,はい
くらか。ただし,最高点での球の速さは となる。
3
V3
N.
説(1) 速さを問うので, エネルギーで解
こう。まずは、動摩擦力から出してみよう。
図aで,台車と球の斜面と垂直方向の力のつ
り合いの式により, 垂直抗力Nは
N=2mg cos30° =/3mg
よって,動摩擦力の大きさFは.
13
F
-30°
2mg
図a
F=YSN=×3 mg=mg…0
3
ここで、台車と球に注目して〈仕事とエネル
ギーの関係)を立てると、「3要素」は(ばねナシ)。
(速さ0),(高さ0とする)
(速さ),(高さはLsin30°
L
T
FOr El
30°
-L)で
高さ0とする
中
図b
0+(-F×L)+(張力T)×L=
-2mv?+2mg×
Lとなるね。
未知
この式からは求まるかい?
99
第8章 仕事とエネルギーの関係
ーa