物理のエッセンス　力学　74 運動方程式 解答では発射された質量mのガスを正と仮定していますが、私はロケットとは逆方向だと仮定し負にしました。 3枚目が私の考え方なのですが、合っていますでしょうか？

60 力学 以下,滑らかな水平面上での現象とする。 70 2kgの球Pと10kgの球Q が図のように衝突し た。 衝突後のQの速度を求めよ。 71* 静止している質量Mの木片に質量mの弾丸が速 さひで突き刺さった。 木片の速さを求めよ。 ま た、系から失われた力学的エネルギーEを求めよ。 72* 質量Mの粗い板が置かれている。 質量mの物体 が速さで飛んできて, 板上をすべり,やがて板 に対して止まった。 最後の全体の速さ”はいくらか。 運動工か? なんでだ... 73 静止していた物体が,質量mとMの2つに分裂し した。両者の速さの比v/Vと運動エネルギーの比をそ れぞれ, m, M で表せ。 m vo 6m/s 3m/s Po- mvo ■ 運動量保存則はベクトルの関係だから,直線上に限 らず,平面上で起こる衝突･分裂に対しても成り立つ (証 明は前ページちょっと一言と同じ)。 そのような場合には x,y 方向それぞれの成分について式を立てる。ときに は,運動量のベクトル図を描いて考えてもよい。 High 物体系に働く外力の和が0とな Miss 摩擦があると運動量保存則が使えないと思う人が多い。 でも物体と 板の間の摩擦は内力だ。 作用・反作用 3m/s M V A M 0? m トク 静止からの分裂速さは(運動エネルギーも) 質量の逆比 ムズム 74* 速さ Voで進む質量Mのロケットから質量mのガスを後方に噴射したとこ ろ, ロケットから見てガスはuの速さで遠ざかった。噴射後のロケット(質量 M-m) の速さ Vはいくらか。 相対速度の考え方 M V2 V2

このような問題で運動量保存則はどこを見て使えると判断できるのでしょうか？

134 運動量の保存(合体) 天井に糸の一端を固定し,他端 に質量Mの木片をつるす。 水平方向から質量mの弾丸が速さ” で木片の中心に命中し, 弾丸は木片の中に止まり,両者一体とな って運動を始めた。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 一体となった直後の速さを求めよ。 (2) 木片はどれだけの高さまで上がるか。 最下点からの高さんを 求めよ｡ 例題 30 146,147 I m v DI M 135 動く板の上での物体の運動 右の図 のように,質量mの小物体が質量Mの大きな 板の上にのっている。 小物体と板との間の動摩 擦係数をμとし, 板と床との間の摩擦を無視する。 時刻 t=0 において, 小物体に右向 きの初速度vo を与えると, 板も同時に動き始めた。 右向きを正の向きとし、重力加速度 の大きさをg とする。 (1) 小物体が板に対して静止したときの板の速さVを求めよ。 (2) 小物体に初速度を与えてから, 小物体が板に対して静止するまでの時間tを求めよ。 例題 30 146, 147 I 小物体 m 板 Vo M ・床

問3の問題で、右向きに速度uを置いたので、設問の設定時にはuが負の速度として出てくると思ったのですが正でした。 なぜでしょうか？ 教えてください🙇‍♀️

図のように、滑らかな水平面上に,質量Mの小物体Bが置かれ, その右方には, ばね定数kの軽い ばねが取り付けられた質量mの小球Cが置かれている。 いま, Bの左方から質量mの小球Aが速さvo でBに向かって運動し衝突した。 A, B, C の運動はすべて同一直線上で行われ, 空気の抵抗は無視で きる。また, A,B間の反発係数はe として,次の問に答えよ。 ただし,速度, 力積等のベクトル量は, 図の右向きを正とする。 A 10 (5 m-eM m+M 1 mvo ⑤ 衝突直後のA,Bの速度をそれぞれ”, Vとする。 これらを求めよ。 1 2 (5 -Vo m eM m+M m(m-eM) m+M V 5) V. ③③ -mvo -Vo 6 3 問2 衝突の瞬間, AがBから受ける力積を求めよ。 mM m+M (6 20 mM k(m + M) ハイレベル物理 前半 第4講 チェックテスト DV√TH OV√ m ① V. ② V. k m+M em - M m+M 6 (③3) -Vo em m+ M M V k -Vo (4) 6 V M(em-M) m+M -V (7) V (4 m m+M B -Vo M (1+e) M m+M -Vo 問3 Bがばねと接触している際, ばねが最も短くなるときのBの速度を求めよ。 M 10 2 V m+M m m+M fetal. 問4 問3のとき, ばねの自然長からの縮みはいくらか。 -Vo mM √k(m-M) 4 3 V m+M V k -V 3 (1+e)mM (m+M)2 -Vo mM m+M V (1+e) mM m+M 8 5 4 V ⑦V ooooo -V0 (1+e) m m+M Vo (8) -Vo (1-e) mM (m + M)² m-M k m √k (m + M) V C (1+e)mM m+M ⑧V m 4 Vo M √k(m + M)

x方向は力積なしの意味がよく分かりません。 教えてください🙇🏻‍♀️

チェック問題 2 固定面との斜衝突 質量mの小球を自由落下させ,傾き 30° のなめらかな斜面に衝突させたところ, 20 水平にはね返った。 衝突直前の速さを v として,次の量を,( )内を用いて表せ。 * (1) 衝突直後の速さ” (vo) * (2) この衝突の反発係数e (3) 斜面から小球が受けた力積の大きさI(m,vo) 解説 (1) なぜそのように分けるので すか? 500 m (2) 方向のみに注目して,e= どうしたらよいのか, はじめの一歩がわかり ません。 30° まずは,斜面と平行成分 (3軸), 垂直成分 (y 軸) に速度を分解して, 前中後の図をかくよ。 001 y SOD CIT y軸と逆向き ① を代入して、Iについて解くと, I = Vo それは、図のように, x 軸方向には全く 力積を受けない(重力の力積は衝突時間 が短く無視できる) から, 運動量が保存す ることと,y 軸方向は衝突面と垂直だから, 反発係数eの式が使えるからだよ。 x 方向のみに注目して、《運動量保存則》(p.139)より, 001 mvo sin 30°= mv cos 30° 09.00 1 (m) coll V₁ (m) 2 -mvo √3 標準 6分 Vo ① ( ① より ) 30% V よって、 v= v sin 30° 1 Vo cos 30° 3 (3) 方向のみに注目して,〈力積と運動量の関係》(p.137) より, mvo cos 30°+ I = musin 30° x軸方向は 力積なし 30° 30% 457- x

重量は撃力ですか？ 運動量保存則を考える時、鉛直成分では保存則は成立しませんが、それは重量が撃力の一瞬だからでしょうか？ 逆に水平成分を移動する小物体に摩擦力が働くときも、初めに非常に短い時間で小物体を押してそれ以降、勢い付けをひなければ運動量保存即は成立しますよね。 教え... 続きを読む

（2）は、なぜ運動量保存則を使って解けばいいとわかるんでしょうか？ あと張力や重力は考えなくていいんですか？

チェック問題 2 2つの保存則 図のように, 長さ 質量 m のおもりをつけた振り子を60° 傾けて静かに手放すと, 最下点 で, 水平面上においてある質量 1 2mの物体に, はね返り係数 2 60° 2m 標準 8分 の衝突をした。 水平面と物体との動摩擦係数をμとする。 (1) 衝突直前のおもりの速さvo をg, lを用いて求めよ。 (2) 衝突直後の物体の速さVを,vo を用いて求めよ。 (3) 物体が水平面上をすべった距離Lを.V.g. μを用いて 求めよ。

③の問題について、解説の赤線の部分で、pとbを逆にしてはいけないのは何故ですか？

1 次の文章中の空欄①, ②. ④ 〜 ⑨ を数式で,③)を語 句で埋めなさい。 図のように、斜面と水平面と円筒面がなめらかにつな がった経路上での、小球の運動を考える。 斜面上の点A から小球Pを静かに放すと、小球Pは斜面を下ったのち 水平面上の点Bで小球Qに衝突した。 衝突ののち小球Q が運動を開始し, 円筒の内部に導かれて内壁に沿って運 動した。 小球の運動は鉛直面内で起きるものとする。 重 力の作用する方向は鉛直下向きで,重力加速度の大きさをgとする。小球の大きさおよび経路上の摩擦や 空気抵抗は無視できるものとする。 B の比で決まり、 小球 P M m M と表される。 PUA VB A h 0 (iⅰ) はじめに小球Pは斜面上の点Aで静止している。斜面の傾きを0とし、小球Pの質量をMとする。こ のとき斜面から小球Pにはたらく垂直抗力Nは, 0, M, g を用いて N = ( ① ) と表される。 点Aの水 平面からの高さをんとする。 小球Pが斜面を下ったあと, 水平面を移動する速さは, 0, M,g,hの中か ら必要なものを用いて,ぃ= ( ②2 ) と表される。 (i)次に小球Pは,この速さで、点Bに静止している質量mの小球Qに衝突した。 衝突の前後で小球Pと 小球Qの運動エネルギーの和は変化しないとする。 この条件を満たす衝突は ( ③ ) 衝突と呼ばれる。 このとき、衝突の直後に小球Pと小球Qが互いに遠ざかる速さ(相対速度の大きさ)は①と等しい。 衝突 の前後で運動量が保存されることを考慮すると, 衝突後の小球Qの速さ vs は, v, M, m を用いて, UB = ( ④ ) と表される。 この衝突の直後に小球Pが小球Qと同じ方向に運動する条件は, v, M, mか ら必要なものを用いて, M>( 5 ) と表される。 (Ⅲ) 続いて小球Qは、この速さひで,直径んの円筒の内部に進入し、内壁に沿って運動した。 小球Qは経路 の途中で内壁から離れないものとすると、 経路の最高地点Cで速さが最小になる。 点Cでの小球Qの速さ vcは,UB, m,g, hから必要なものを用いて,vc=( ⑥ ) と表される。このとき点Cで小球Qにはたら 遠心力は,vs, m,g,hを用いて, F= ( ⑦ ) と表される。 点Cで小球Q が内壁から離れないため の条件は,F≧mg であるので,これを満たすvBの条件は,mg, hから必要なものを用いて, UB≧( ⑧ ) と表される。 以上の② ④, 8⑧の結果, 小球Q が内壁から離れないための条件は、質量Mと 3-(-3) hiel·lul 小球 Q m h

問5の解き方を教えてください

rinti 物理 B 図 5 (a)のように, 水平でなめらかな床面上に台車を置く。 台車には薄くて硬い 板が鉛直に固定されており, 板の上端の点0から, 軽くて伸び縮みしない糸で 質量mの小球がつり下げられて、最下点で静止している。 小球を除いた板を含 む台車の質量を M,重力加速度の大きさをgとする。 図5(b)のように,糸がたるまないようにして,板面からの水平距離が ℓ,最下 点を通る水平面からの高さがんの位置に小球を持ち上げ, 全体が静止した状態 で小球を静かにはなすと,小球が動き出すと同時に台車も床面上を動き出した。 その後、小球は最下点で板面と垂直に衝突した。 板を含む台車を単に「台車｣とよ ぶこととし, 小球と板の衝突は弾性衝突であるものとする。 小球の大きさは無視 でき,小球と板が衝突する直前・直後の小球と台車の速度は図5で水平右向きを 正とする。 また, 小球と台車は同一鉛直面内で運動をするものとし, 台車が傾く ことはないものとする。 ( 糸 板 小球 m 最下点 台車 (a) M 床面 図 5 (b)

黄色く印をつけた部分がよくわからないので教えてください🙇

18 第1編 力と運動 例題13 平面上の運動量の保存 なめらかな水平面のx軸上を正の向きに 6.0m/sの速さで進んでいた質量 0.10kgの小球Aと,y軸上を正の向きに 4.0m/sの速さで進んでいた質量 0.20kgの小球Bが原点で衝突した。 衝突後のAの速度のx成分が 2.0m/s, 成分が5.0m/sであるとすると、Bはどのような方向へ速さ何m/sで進ん だか。 衝突後のBの速度の向きは,x軸となす角を0とするときの tand の 値で答えよ。 方向: 0.10×6.0 = 0.10×2.0 +0.20vx y方向: 0.20×4.0=0.10×5.0 +0.20vy この2式からひx と vy を求めると [POINT 指針 衝突後のBの速度のx,y成分を仮定し,それぞれの方向で運動量保存則の式を立てる。 解答 衝突後のBの速度のx,y成分をそれぞれ ひx, ひx = 2.0m/s, vy=1.5m/s by [m/s] とすると, x 方向と y 方向について運動量 の各成分の和がそれぞれ保存されるから 平面内での衝突 ・ 分裂 <->18 したがって、Bの速さは v=√vx² +v₂² 6.0m/s emotan 0=- =√2.02+1.5²=2.5m/s 1.5 - Vy_ -=0.75 Vx 2.0 運動量を互いに垂直な2方向の成分に分解し, 各方向について運動量保存則を適用 解説動画 y4 O B Vy 4.0m/s 8 Vx x NE (2

この問題の問3で、なぜ力学的エネルギーの損失が0だと反発係数が1だと分かるのですか？

第2問 物体の運動量や力学的エネルギーに関する探究の過程について、後の問い (問1~6)に答えよ。 (配点30) Yさんはばねを介した衝突現象において, 図1のようなモデルを用いて考察するこ とにした。 質量mの物体Aには質量の無視できるばねが取り付けられていて, 水平 でなめらかな直線のレールの上に置かれているとする。 物体Aに速さひ の初速を与 え, レール上で静止している質量2mの物体Bに衝突させる。 ばねは縮んでいる間 のみ力を及ぼし, 自然長に戻った瞬間に物体Bはばねから離れるとする。 速度は右向 きを正の向きとする。 m Vo 100000000 物体 A 図 1 物体B ④ ばねは最も伸びている。 2m 問1物体Bがばねに接触してから, ばねは縮み始めた。 その後, 物体Aと物体B の速度はある瞬間に同じになった。 このときのばねの様子を説明した文として最 も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 7 ① ばねは最も縮んでいる。 ② ばねは自然長と最も縮んだときとの間の長さである。 ばねは自然長に戻っている。 レール