この問題を教えて欲しいです！

知識 139. 投げおろした物体の力学的エネルギー 点Oから高さん [m]の点Aで,質量 m[kg]の物体を速さv[m/s]で鉛直下向き に投げおろした。 重力加速度の大きさをg〔m/s2〕 とする｡ (1) 点0を重力による位置エネルギーの基準とする。 点Aか らy[m〕 下の点Bにおける物体の力学的エネルギーを求めよ。 (2) 点Bにおける物体の運動エネルギーを求めよ。 220.08 (3) 点Oにおける物体の運動エネルギーを求めよ。 思考 10. 鉛直投げ上げとエネルギー 速さで小球を領書」 h〔m〕 Avol y〔m〕 ↓B BO HOO

この問題で力学的エネルギー保存の法則の式を立てているんですけど、一番と2番で式がちょっと違う気がするんですけどなんでですか？　

142. 振り子のエネルギー 長さ 0.40m の糸の先におもりを つけ, 点0 からつるして振り子をつくった。糸がたるまない ように,鉛直方向とのなす角が60° となる位置まで引き上げ、 おもりを静かにはなす。 点0の真下で0から0.20mの位置 に釘がある。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 0.40 m (S) 60° 0.20 m SOTONT 釘 60° (1) おもりが最下点に達したときの速さはいくらか。 (2) 最下点を過ぎると糸が釘に引っかかり, 釘を支点として振り子が振れる。鉛直方 向と糸とのなす角が60° となるとき, おもりの速さはいくらか。 (3) おもりが最高点に達したとき, 糸と鉛直方向とのなす角はいくらか。 例題18 (S) エネルギー

(3)の解き方がわからないです

5 図のように,鉛直に立てた棒に質量mの輪を 通し、輪に軽い糸をつけて、糸を棒から距離 1 5 についだけ離れた釘にかけ、糸の先端に質量 0m mの 3 Joint E E 最初の 位置 輪 (質量) おもりをつけて鉛直に垂らしてある。 糸と釘の 間はなめらかであり,輪の位置は最初釘と同じ 高さにある。重力加速度をg とする。 (1) 輪をちょうどつりあいの位置まで静かに 下げた。 いくら下げたか。 (2) 輪を最初の位置で静かにはなしたとき, つりあいの位置における輪の速さは, そのときのおもりの速さの何倍か。 (3)(2) の場合, つりあいの位置における輪の速さはいくらか。 (4) 輪を最初の位置から静かにはなしたとき、 最初に輪が止まるまで落ちた距離 はいくらか。 釘 IS. Mitol² Filo 処音 El 11 H おもり 質量 1/35 m)

(2)の第二宇宙速度の求め方として、解答が言っていることはlimを使って画像のように表せられますか？

243, 第2宇宙速度 地球の表面からある初速度で鉛直上方に 物体を打ち上げる。地球の半径をR,地表での重力加速度の大き 9:0n さをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 打ち上げた物体が, 地表から高さんの点まで上昇した後,地 面に向かって落ち始めた。 打ち上げの初速 v を求めよ。 (2) 打ち上げた物体が, 無限遠方まで飛び去るようにしたい。 そのために必要な, 打ち上げの最小の初速 (第2宇宙速度) v2 を 求めよ。 例題34 ヒント (2) (1)のvの式でんを無限大にするとどうなるかを考える。 -R- 2n VI

力学的エネルギー保存の法則よりと書いてありますが、公式に代入という形ではないのですか？ なぜ1/2mv’がでてこないのですか？

なくてもいいでしょう。 はねか 「運動量保存の式:mp=2mvFとめたらでてくるのか V = =250より、 V = 1/2 √201 これで小球の速度が出ましたね。 AとBはこの速度で振り子運動をはじ めます。 問題はどの高さまで上がったかということです。 先ほどのように 力学的エネルギー保存則を使いましょう。 図5-15 (d)を見てください。 図5-15 (d) はじめ2m 12/12 (2m h 小球Aは小球Bに当たって,速度Vで振り子運動をはじめました。 衝突 した点を基準点とします。 小球は最高点んまで上がりました。このとき, 小球は一瞬静止しますね。一番下(はじめ)と、一番高く上がったところ (あと)で力学的エネルギー保存則を適用しましょう。 EN 力学的エネルギー保存則より, (2m) V² = 2mgh h= はねかえり係数は0なんですから。 y² 2g 生われ これにV=1/22gを代入して, - 201·2g1=1/1 4 あと (最高点⇒静止) 基準 0 ←なぜ逃れのではないのか? ••••••••(2) の 答え

(4)ってx。が0より大きくないと行けないのは分かるんですが、{mgsinθ-‪√‬（mgsinθ）²＋2mgkLsinθ}/kが負になるのはどうやったら分かりますか？

必修 基礎問 18 力学的エネルギー保存の法則 図のように,下端が固定されて自然な長さになって いるばね定数kの軽いばねが,傾きのなめらかな斜 面に沿って置かれている。 いま, ばねの端から斜面に 沿って距離Lだけ離れた点より, 質量mの小物体を 静かに放した。小物体の速さは,斜面を滑った後の小 物体がばねを xo だけ押し縮めたところで0となった。 重力加速度の大きさ をg として,以下の問いに答えよ。 (1) ばねに接触する直前の小物体の速さvo をL,0およびg を用いて表せ。 0 m (2) 小物体の速度が0となった瞬間のばねに蓄えられているエネルギーEk をxoおよびんを用いて表せ。 (3) 小物体を放した位置と, ばねがxだけ縮んだ位置における重力による 位置エネルギーの差Eを, L, 0, m, xo およびg を用いて表せ。 (4) ばねの縮み xo をk, L, 0, mおよびg を用いて表せ。 (山形大)

力学的エネルギー保存の法則についてです。 物理のプリントを解いていたところ、写真のような力学的エネルギーについての表を埋める問題がありました。 (ばね定数を k [N/m]、物体の質量を m [kg]、また重力加速度の大きさを g [m/s²]としています) 点Cのときの運... 続きを読む

(2) ばねがα [m] だけ伸びた点Aで物体はつりあう。 ばねが自然の長さとなる点Bまで物体を持ち上 げて静かにはなすと、最下点は点B より〔m〕 下方の点Cであった。 重 力による位置エネルギーの基準を点 Bとする。 点B 点C エネルギー(J) 0 電力による 位置 エネルギー(J)エネルギー(J) が 0 -mgh/= kaz² 弾性力による 位置 BS･T llllllllllll 自然の長さ つりあい の位置

物理円運動、なぜv≧0になるのか分かりません v>0はなぜダメなんですか？

図のように,半径r[m] のなめらかな半球の点Bから質量 m[kg]の小球を初 速度 v[m/s]で円周上を這うようにすべらせた。 半円球の頂点Aを通過するとき の速さを求めよ。 また、 そのためのvの条件を、重力加速度gr, 0 を用いて ・表せ。 (1) 点 A を通過するときの小物体の速さをv 〔m/s〕とすると,力学的エネルギー保存の法則より、 点Bの高さを重力による位置エネルギーの基準面として, mg (r-r cos 0)+−mv 2 2 1 + 1/2mv ² ==mv² wžk, v= √v,² −2gr(1−cos€) (m/s) 2 164 小物体が面から受ける抗力の大きさをN〔N〕 とすると, 地上から見た場合, 円運動の運動方程式は, ma = F 222 m =mg-N ゆえにN=mg-m r 2 =N=mg 点Aを通過するためには N≧0かつ≧0であるので, 以上2式より v=v2-2gr (1-cos 0 ) ≧0よりvo≧/2gr (1-cose)... ① 02 N=mg-m v≥0 £9 vo ≤ gr (3-2 cos 0) ① <②より2gr (1-cose) vo≦gr (3-2cose) v=vo^2-2g(1-cose) [m/s] (4点) 0 Vo √ N6² -25+41-(050) ≤ 0 18²-2gr (1-1056) 20 No² ² 2gr (1-(056) ) 2gr (1-cos) ≤vo s (3-2 cos 6) M²√ √294 (1-(050) BEL 基準

【公式使う計算】公式当てはめてもこんなものになりません。角幅動数って2π/T、2πfしか教科書に載ってないんですが、どれを当てはめてもこれになりません。どういうことですか？

7 摩擦のある運動 ばね定数kの軽いばねの一端 質量mの物体を取りつけ、 あらい水平面上に置き, ねの他端を壁に取りつけた。 ばねが自然の長さのと の物体の位置を原点として、図のように軸を り、力の正の向きは、軸の正の向きとする。重力加速度の大きさを物体と水平面 その 間の動摩擦係数 とする。 物体をx軸の正の向きに引き, ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め, 質量 時間がれだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がでのとき 物体にはたらく力の水平成分Fはいくらか。 する。 (1) のときはいくらか 力の (ust 48 重なった2物体の単振動図のように、ばね定 kのばねのつながった質量Mの平らな台がなめら ・な水平面上にあり, 台の上には質量mの物体が置 れている。 ばねの他端は壁に固定されており, 台を 平に振動させることができる。 台を水平に引っ張り ばねが自然の長さからdだけ びたところで台を静かにはなしたところ, 物体は台の上ですべることなく,台と一体 こいくらされて らの伸なって振動した。台と物体の間の静止摩擦係数をμ,重力加速度の大きさをgとする。 42,43. この振動の周期を求めよ。 0000000000 0 0 台 振らせる 小物体 m M ばね k voo 49 初期位相がある単振動 なめらかな水平面上に 質量 m の小球を置いてばね定数kの軽いばねの一端0000000000〇 自然の長さ を接続し ばねの他端を壁に固定する。 ばねが自然の さのときの小球の位置を原点Oとして、図の右向 きに軸をとる。 速度の正の向きは,x軸の正の向きとする。 時刻 t=0 に, 原点Oにある小球に初速度4 (v>0) を与えたところ、小球は単振動 を行った。 単振動の振幅 A をk.m.vo を用いて表せ。 この ・センサー2) (1) のとき、小球の単振動の角振動数を①として,時刻t における小球の座標をA. wtを用いて表せ。 -] のおも3) 小球を一度静止させてx=A の位置まで移動し、静かにはなすと小球は角振動数の 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 振動中にばねの伸びが」となった瞬間の、物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 1~④のの単振動を行った。 小球をはなした時刻をt=0として,時刻における小球の座標 をA, w, tを用いて表せ。 4) (3)のとき、小球が原点を通過するときの速さを Vとする。 時刻t における小球の 速度をV, w, tを用いて表せ。 92 10 10 単振動 89

(2)の問題で、点CでN＝0だと台車ってレールから離れていないんですか？

発展例題17 鉛直面内での円運動 2 図のような傾斜軌道を下り, 半径rの円形のレール を滑走する台車について考える。 台車の質量をm, 重 力加速度の大きさをgとし, 台車は質点として扱い, 台車とレールとの間の摩擦を無視する。 (1) 台車の出発点Aの高さをんとし, レールの円形 部分の頂点をCとする｡ ∠COB が 0 となる点Bで , Onia2 h レールが台車におよぼす力の大きさNを求めよ。 CORVE (2) 台車が点Cを通過するための,出発点の高さんの最小値ん。 を求めよ。 指針 (1) 力学的エネルギー保存の法則 を用いて,点Bでの速さを求め,台車の半径方 向の運動方程式を立てる。 (2) (1) の結果を利用する。 点Cで N≧0であれ ば,台車は点Cを通過できる。 すなわち, 高さ ん。 から出発したとき, 点CでN=0 となる。 解説 (1) 点Bの高さ は,図から,r(1+cose) と 表される。 点Bでの速さを ひとし,水平面を基準の高 さとして, AとBとで, カ 学的エネルギー保存の法則 を用いると, mgh=mv²+mgr (1+cose). 地上から見ると, 点Bにおいて台車が受ける力 は,重力, 垂直抗力である。 重力の半径方向の 成分の大きさは mg coseであり, 半径方向の rcoso 0 N B: mg mg coso A m 発展問題 212, 213,214 800 CIS ROB 0 O 運動方程式は v² matth img cos0+N...② r 式 ①② から” を消去し, N を求めると Jalmal Un JAD mg N=- (2h-2r-3r cos0) (2) 点Cでの垂直抗力Nは,(1) のNに 0 = 0 を 代入した値で表される。 また, 求める高さん。 は, 点CでN=0 になるときの値である。 (1) の結 LATAR 5 果から,20m2h-5r) ho=- FCC r. Q Point <Point ho=5r/2のとき, 点Cで台車の速 さが0となるわけではなく, ん。 は,力学的エネ ルギー保存の法則だけでは求められない。 N = 0 となるとき, 台車は, 点Cで重力を向心 力とする円運動をしている。