問3〜問6まで教えてください。

次に,図2のように,再びAを机面上に置き, BをAから少し離れた机面上の位置に 置いて棒で突いた。この後,Bは速さ”で進み,静止していたAと図3のように瞬間的 に衝突をした。衝突の際,A,Bの間で摩擦力ははたらかないものとする。ここで,衝突 をしたときのA,Bの中心の位置をそれぞれ OA, OB として,衝突直前のBの速度の、 線分 OAOB に平行な方向の成分をCP, 垂直な方向の成分を UN とする。ただし、図3に示 した向きをそれぞれ UP, UNの正の向きとする。 up の正の向き (up, up' の正の向き) m 40 m B 図 2 A UP OB B 図3 UN の 正の向き 問3 衝突の際にAがBから受ける力積の向きを表す矢印として最も適当なものを, 図4 (a)および(b)の1~8のうちから一つ選び、番号で答えよ。 ただし, 1,2はそれ ぞれUN, UP の正の向き, 5は衝突直前までBが速さで進んでいた向きである。 A 2 OB 4 B 5 A OA 8A OB B SA (b) 図 4

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。

問5の問題がわかりません。 解説のマーカーで線を引いた部分について、なぜ、1/4Tとなったのですか？

体1. 方向 問4 積 12 ③ Point 運動量の変化と力積の関係 物体の運動量の変化は、 積と等しい。 mv2mvy=FAt その間に物体が受けたか m質量 : 変化前の速度, V2 変化後の速度 Fat: 受けた力積 Point! 衝突での作用・反作用の法則 作用・反作用の法則より直線上の小球入 の衝突で小球 A. Bが及ぼし合う力は大きさが等 しく向きが逆である。 そのため, 衝突で小球が小 球Bから受けた力積をIとすると, 小球Bが小球A から受けた力積はと表される。 小球Aと小球Bが衝突したとき, 小球Bが小球 から受けた力積は, 運動量の変化と力積の関係から、 4mv-04mo (右向きに大きさ4mv) である。 作用・ 反作用の法則より 小球 A が小球Bから受けた力 は、4m (左向きに大きさ4mv)である。 問5 単振動の振幅,周期 13 8 Point! 単振動の振幅 小球Bの振動の中心はばねが自然の長さのときの 小球Bの位置(力のつり合いの位置, 小球 A と衝突 した位置)で,単振動の一方の端は小球Bが最もばね を押し縮めた (壁面に最も近づいた)ときの位置であ る。 そして、振動の中心から端までの距離が振幅で ある。 求める距離は,力学的エネルギー保存の法則を用 いると求めることができる。 1/2 =1/2x2 法則を用いると, 1.4mv²= よって, X=20√ 第3問 A 問1 動の周期をT とすると, T=2 衝突直後から小球Bは単振動を始める。この単振 二つの のスリッ 明暗の縞 4m m =4π k 問2 千 小球Bはばねが自然の長さ (振動の中心) の位置か ら単振動を始める。 単振動を始めてからはじめて小球 かばねを最も押し縮めたときまでの時間は 1/17 表されるので, 求める時間は, 1/27=1/2x47 m m =π √ k +α! 単振動の周期 小球Bの単振動の周期を導いてみよう。 ばねが自 然の長さからxだけ縮んでいるとき,水平右向きを 正とすると、小球Bにはたらく力はxと表され る。この力は復元力であり、小球Bの加速度をαと すると、運動方程式は4ma=kxとなるので. a=-- k x と表される。 4m また、単振動の角振動数を とすると a=-x と表されるので、上式と比較して k 小球Bの単振動の周期をTとすると 4m √ k 222 = 4π T= @ +α! 単振動の振幅 m k 単振動の角振動数を とすると, 小球Bが振動の 中心を通過するときの速さと振幅の関係は. k Point 経経反合 ※反 レー S1, S スリ リッ リッ この 光 Point! ばねによる単振動の周期 ばねにつながれた物体の単振動の周期は T=2π m √ k T: 周期, m: 質量 k : ばね定数 衝突直後から小球Bがはじめて壁面に最も近づい たときまでに移動した距離は,小球Bがばねを最も 押し縮めたときのばねの自然の長さからの縮みと考え ればよい。その距離をXとして、衝突直後に小球B が水平右向きに速さ”で動き始めたときとばねを も押し縮めたときについて力学的エネルギー保存の v = Aw= A√ Am (上の+α!のの式を代入) m よって, A=20 √ k (第二

物理運動量の和の話です。(15)を求めるのですが、自分は緑で書いたように立式してしまったのですが、色々ご指摘を貰いたいです。 このワークでは反発係数を求める問題ですが、最初の速度に反発係数をかけると、後の速度が出るということが出るという事で、今回そのような立式をしました。 ... 続きを読む

13 次の文章の空欄 【11】~【15】 にあてはまる最も適当なものを、 解答群から選べ。 ただし、同じも のを何度選んでもよい。 図1のように、 なめらかな水平面上で, 速さ 3.0m/sで右向きに進む質量 2.0kgの台車Aと, 速さ 1.0m/s で左向きに進む質量 1.0kgの台車 B がある。速度の正の向きを右向きとする。台 車A,Bの運動量の和は【11】kg・m/s である。 台車 A,Bの衝突直後,図2のように, 台車Aが速さ 1.0m/sで右向きに進むとき,台車Bは 速さ 【12】m/s で右向きに進む。この衝突によって【13】Jの力学的エネルギーが失われ,台車A, Bの間の反発係数 (はね返り係数)は 【14】 である。 その後,台車Bは水平面の右側に固定されたばねではね返り, 台車Aと2回目の衝突をする。 その衝突後, 台車 A,Bはそれぞれ水平面の左側、右側に固定されたばねではね返り,3回目の 衝突をする。 3回目の衝突直後の台車 A,Bの運動量の和は【15】kg･m/s である。 ただし,台車 がばねではね返るとき, 力学的エネルギーは保存するものとする。 また, 台車 A, B が衝突する とき, 台車 A, Bは共にばねから離れているものとする。 000000 -00000 3回目: 2.49 3.0m/s 反発係数=0.50 1回目衡後A=10m/s 2周目 LAT = 1.0m/s A A=1.0×0.50 =0.50 衝突前 1回目の衝突直後 図 1 図2 GB= 1.0m/s B B 3.0 M(J 156- Icg 4 :3.0×0.5 =1.5 eft = 65 fal ~1.75 = 0.50×0.50 - 0₂21 P=0.25×2.0+0.75×10=0.fotagr =1.325 ばね 000 ばね 0000

この問題の[3]です。 出発点と壁の距離が等しいことから、かかる時間は、行きがt秒の時、帰りがt/e秒になると書いてあったのですが、なぜそうなるのかわかりません。 問題の通りeは跳ね返り係数です。

問 1.6-6 a(0 <«< 4) 大 1図のように,鉛直に立てられた固定壁の前方に原点 ○をとり,この壁に垂直に x軸, 鉛直上向きにy軸 をとる. いま 0 から xy面内でx軸と 60°の角を なす向きに大きさ v[m/s] の初速で質量 m[kg] の 物体が投げ出された. 物体の大きさは無視できるとし て、重力加速度の大きさをg [m/s2] とする. y (SLE) 美 BACA 0 60° E E P 150 (>8>0)8 3 E X (1) 物体がx軸と30°の角をなして上昇している時刻は,物体が投げ出されてから何秒後か. (2) 表面がなめらかな固定壁での物体のはねかえり係数が1であるとき, 投げ出された物体が壁と衝突し,再 びもとの位置にはね返されるためには,この壁からいくらの垂直距離に0を取ればよいか. (3) 0 で投げ出す角度を0, 物体と壁とのはね返り係数をeとする. ただし, やはり壁はなめらかである. こ のとき,投げ出された物体が壁と衝突し, 再びもとの位置にはね返されるためには、この壁からいくらの垂 直距離に○を取ればよいか .

2枚目の解説部分です。 なぜ½になるのですか？ 誰か教えてください🙏💦

9 図のように,水平でなめらかな床上の点Pから, 点 R に向けて床面となす角60° の斜め上方に,初速度の大きさで小球を投射した。 小球が最高点 Q に達したと きの床からの高さは (1) である。 つぎに小球は点Rで床面に達し, 床面とな す角45°の斜め上方にはね返った。 小球と床との間の反発係数 (はね返り係数)は (2)である。 ただし空気抵抗は無視できるものとする。 なお, 重力加速度の大 きさをgとする。 Vo PA 60° O Q AR 45°

なぜ 面に平行な方向は力を受けず、速度成分が変化しないのですか？ また、明らかに成分の向きが違うと思うのですが、-とかはつけなくていいのですか？

演習 9 - 2 図のように、小球がなめらかな固定面に,速さむ。入射角0で衝突するこ の衝突のはね返り係数 (反発係数) をeとする. (1) 衝突後の小球の速さv を求めよ. (2) 衝突により小球が面から受けた力積の大きさI を求めよ. 固定面 0(℃) T Vo

問1の答え⑥なのですが、私は赤線部分のようになると思いました。 右向き正方向にとったらAが受ける力積は負方向なのでマイナスを付けたのですが違うのでしょうか。 教えてください🙇‍♀️

図のように、なめらかな水平面上を質量mの小物体Aが速度で右向きに運動してきて, 静止していた質量Mの小物 体Bと正面衝突した。 衝突後における A,Bの速度はそれぞれ va, UB であった。 AとBの間のはね返り係数をeとし 運動は一直線上で行われる。 速度および力積は図で右向きを正の向きとし、空気の抵抗は無視できる。 4 mev m + M M(1– e) v m+M (2) A (5) m 問1 衝突により,小物体Aが小物体Bから受けた力積はいくらか。 正しいものを、次の①~⑥のうちから一つ選べ。 ① - mv 2 mvA - MUB (3) mva+ MuB (4) MUB (5) mva+ mo mv-mv 問2 衝突後の小物体Aの速度v はいくらか。 正しいもの (m (m- eM) v m+M m(1+e)v m+M (3) V 6 VA m M IS IBI 問3 衝突後小物体Aが右向きに進む条件はどれか。 正し 1 m < M (2) m > M (3) em> M UB 間1.A:mm -I = MMA. Imm-mMA mmot F.t mm mv - m No = F⋅t MMA-MM = -1

この問題の問1、問2、問3共にわかりません。 教えてください。

なめらかな水平面上を速さ vo で等速度運動している質量 m の物体 Aが, 静止している質量 Mの 物体Bに正面衝突した。 衝突後, 物体 A と B は同一直線上を運動した。衝突の際のはね返り係数 (反発係数)が物体 A, Bにどのように影響するかを考える。反発係数の値をeとする。 V% B A m M 問1 衝突後の物体 A, B の速度 vA, VB をそれぞれ求めよ。 問2 反発係数が1の場合, 衝突の前後で運動エネルギーが保存されることを示せ。 問3 反発係数が0 の場合, 衝突後の運動はどの様な運動になるか説明しなさい。 (なぜそのような運動になるかを, 数式を用いて説明すること)

力学 問5 F⊿t=2mvで最初と同じだから最初と同じ形になるなと判断したのですがそれで大丈夫でしょうか、？？？

問1 衝突後の小物体Aの速度を表す式として正しいものを一つ選べ。 一問2 tの間に小物体Aが小物体Bから受けた力の平均値を表す式として正しい」 40 第1章 カと運動 $5 運動量 2に入れる式とし 科学的に正しい考察となるように,文章中の空欄 1 て最も適当なものを, 下の選択肢のうちからそれぞれ一つずつ選べ。 む質量mの小物体Bが衝突し, 衝突後も2軸上を運動した た時間を4, はね返り係数(反発係数)を e(0<eS1)とする 2 次の文章は, この実験結果に関する生徒たちの会話である。生徒たちの説明が 衝突時に接触し、 「短い時間の間だけど, 力は大きく変化していて一定じゃないね。」 「そのような場合, 力と運動量の関係はどう考えたらいいのだろうか。」 「測定結果のグラフの1=4.0×10"sから=19.0×10-°s までの間を2台の台車が 接触していた時間tとしよう。そして, 測定点を滑らかにつなぎ, 図2のように 影をつけた部分の面積をSとしよう。弾性衝突ならば, S= 0 -2ev 0 ーev 6 2ev 6 ev ev 1が成り立つはず のを一つ選べ。 だ。」 「その面積Sはグラフからどうやって求めるのだろうか。」 「衝突の間にAが受けた力の最大値を子とすると, 面積Sはおよそ2 emv 2emv emv 0 24t の At に等しい At (1-e)mu 24t (1-e) mu 6 2(1-e)mu At At (1+e) mu の 24t と考えていいだろう。」 F(N] 50 (1+e)mu 2(1+e)mu 9 At At ●Aが受けたカ B 高校の授業で, 衝突中に2物体が及ぼし合う力の変化を調べた。カセンサーの ついた台車 A. Bを,水平な一直線上で, 等しい速さで向かい合わせに走ら中 衝突させた。センサーを含む台車1台の質量 mは1.1kgである。それぞれの台南 が受けた水平方向の力を測定し, 時刻!との関係をグラフに表すと図1のように なった。ただし,台車Bが衝突前に進む向きを力の正の向きとする。IN 40 30 S 20 10 itims] 0 -20 E10} F(N) 50 -10 ●Aが受けた力 20- 40 -30 30 - 40 ABが受けた力 20 -50 10 図2 0 10 t[ms] 1の選択肢 - 10 -20 0。 の m0 2mu ④ 0 mv - 30 mu 6 mo 0 2m - 40 2の選択肢 ABが受けた力) -50 図1 fAt fat 6 2fAt 0 年0