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

この問題の(3)の後半についてで、解答には力学エネルギーが保存すると書いてあるのですが、保存する理由は、小球と台が受けてる保存力以外の力は、台がストッパーSから受けてる力のみで、ストッパーは動かないのでF【N】×0【m】=0【J】より、仕事をしていないので、小球と台のに物体... 続きを読む

17 曲面AB と突起 Wからなる質量 Mの台が水平な床上にあり,台の左 側は床に固定されたストッパー S に 接している。 Bの近くは水平面とな っていて,そこからんだけ高い位置 にあるA点で質量m(m <M) の小 A 小球 m h 台 S M W B 床 床 39 球を静かに放した。 小球は曲面を滑り降りて突起 Wに弾性衝突し,台 はSから離れ,小球は曲面を逆方向に上り始めた。台や床の摩擦はな 重力加速度を①とする。 突起 Wと衝突する直前の小球の速さはいくらか。 小球がWと衝突した直後の, 小球と台の速さはそれぞれいくらか。 (3) 小球が曲面を上り,最高点に達したときの台の速さはいくらか。 また,最高点の高さ(Bからの高さ)はいくらか。 次に,ストッパーSをはずして, 台が静止した状態で,小球をA点 で静かに放す。Ins Wに衝突する直前の,小球と台の速さはそれぞれいくらか。 Wとの衝突後, 小球が達する最高点の高さはいくらか。 (東京電機大+日本大)

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。

運動量保存の問題です。 (4)です。坂を登る時の摩擦力から加速度を出して等加速度運動と考えてか解きました。 間違えてました。何がいけなかったのでしょうか。

25 水平面 AB と斜面 BC がなだ らかにつながっていて, AB間 は摩擦がなく,傾角6の斜面 には摩擦がある。 AB上で,質 量mの小物体Pが速さvo で, C P A 静止している質量 M の小物体 Qに正面衝突する。 P, Q 間の反発係数 (はね返り係数) を e, Q と斜面の間の動摩擦係数をμ,重力加速度の大 きさをgとする。 B (1) 衝突直後のPの速度vと, Qの速度 V を,右向きを正としてそれ ぞれ求めよ。 (2) 衝突の際,Pが受けた力積を,右向きを正として求めよ。 (3)衝突後,Pが左へ動くための条件を求めよ。 (4)衝突後,Qは斜面上の点Dに達した後, 下降した。V を用いて BD 間の距離を求めよ。 また, Q が点Bに戻ったときの速さVをV (センター試験+ 熊本大) を用いて求めよ。

板に衝突するまでの時間はTを周期として3T/8ではないのでしょうか

問3 図3のように,質量mの物体にばね定数kのばねを取り付け、なめらかな 水平面に物体を置いて, ばねの片端を壁に取り付ける。 ばねが自然の長さのと きの物体の位置を点とする。 点Oからdだけ壁から遠い位置に板を水平面 に固定する。 ばねを2dだけ縮めて物体を静かに放したところ、物体は板に向 かって運動を始め、板で反射した後に物体を放した位置に戻ってきた。 板と物 体の間のはね返り係数(反発係数)は1である。 物体を放してから再び放した位 置に戻ってくるまでに要した時間を表す式として正しいものを、後の①~⑥ のうちから一つ選べ。 3 壁 m k 水平面 2d d 図 3 m (1) ② TT m 3 √ k 2 k ④ mk 4π ⑤ 3 mk 板 ③ 2πT m 3k 3πT ⑥ m 2 √ k

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

高校物理です。(4)の問題なのですがエネルギー保存則が成立することを前提に、Dの位置ではなく、上がる前のBの位置での力学的エネルギー+摩擦エネルギーでやることは出来ないのでしょうか？ もしできる場合どうしたら出来ますか？？どなたか教えていただきたいです。

25 水平面 AB と斜面 BC がなだ らかにつながっていて, AB間 は摩擦がなく,傾角8の斜面 には摩擦がある。 AB上で, 質 量の小物体Pが速さvo で C P A B 静止している質量Mの小物体Qに正面衝突する。 P, Q 間の反発係数 (はね返り係数) をe, Qと斜面の間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大 きさをg とする。 (1) 衝突直後のPの速度と,Qの速度 V を,右向きを正としてそれ ぞれ求めよ。 (2) 衝突の際, P が受けた力積を, 右向きを正として求めよ。 (3)衝突後,Pが左へ動くための条件を求めよ。 (4)衝突後,Qは斜面上の点Dに達した後, 下降した。 V を用いてBD 間の距離を求めよ。 また, Qが点Bに戻ったときの速さVをV を用いて求めよ。 (センター試験+ 熊本大)

(4)以降全く進めません 答えもなくて困っています どなたか解説をお願いできませんか

Oshi oshil oshi 20:28 日 oshi 前のページ shin toshin toshin ■ 4G95 toshin 次のページwhin [hin 2 図に示すように、水平面に対して傾き 30℃のなめらかな斜面とその下端から連 続する水平な床がある。 斜面上の高さんのところから質量mの物体Aを静かに 放したところ、 物体Aは斜面をすべり落ち、斜面下端Pから右側にだけ離れ た水平面上の点に置かれていたMの物体Bと最初の衝突を起こした。 こ のときのはね返り係数をe (0<e< 1), 重力加速度をg, 物体A, Bと斜面お よび床面との摩擦は無視できるものとして、 以下の問い(問1~5)に答えなさ い。ただし、 右方向を正の向きとし. <1とする。 min oshi hin 問1 物体Bと最初に衝突する直前の物体A の速度はいくらか。 g, hを用 いて答えなさい。 oshi Shin Oshi 問2 最初の衝突直後の物体A, B の速度 UAY UB はそれぞれいくらか。 g. e,m, M, hを用いて答えなさい。 hin 物体Bの質量は物体Aの質量の4倍 (M=4m) であり,e=0.5のとき, 最初 Oshiの衝突後、物体Aは左向きに進み、斜面を高さHまでのぼり,そこで向きを変え て再び斜面をすべり落ちた。 一方、物体Bは右向きに進み、 しだけ離れた位置 Q oshiにある鉛直な壁と完全弾性衝突して向きを変えた。 その後、物体Aと物体Bは再 び衝突した。 hin oshi oshi 問3 最初の衝突直後。 物体が斜面上で達する最高点の高さはいくらか。 h を用いて答えなさい。 また、 物体Aが最初の衝突から斜面上で最高点に 達するまでの時間 T, はいくらか。 g, h, lを用いて答えなさい。 min nin oshi oshi 問43で物体Aが斜面上で最高点に達してから物体Bと2回目の衝突を起 こすまでの時間 T はいくらか。 . . 1を用いて答えなさい。 結果だけで なく、 導出の過程を整理し、解答欄に記載しなさい。 min hin oshi 問5 この2回目の衝突は0点の左右どちら側で起こるか。 また。 0点との距 離Lはいくらか。 h, lを用いて答えなさい。 nin oshi min 壁 A oshi shi h Oshi < ああ 30° P MBO toshin-kakomon.com ■ nin hin hin

この問題がわからないので教えてほしいです。

図のような滑らかな斜面がある. B点はA点より 1.0m高い. C点はA点より 1.0m低い. E点はA点と同じ高 さである.左側から滑ってきた質量 2.0kgの物体Iは,速さ 7.0m/sでA点を通過した後, B点, C点, D点を 超えていった.その後, E点を過ぎた物体は,静止した質量 10kgの物体II と衝突して止まった.衝突後,物体 IIは右向きに動いていった. A点の高さを地面の高さとし, 以下の問題に答えよ. 物体I A B (1)物体IがA点を通過した時点で持つ力学的エネルギーはいくらか. (2) 物体IがB点を通過した時点で持つ力学的エネルギーはいくらか. (3) 物体IがB点に達するまでに重力のした仕事はいくらか. (4) 物体IC点を通過した時点で持つ力学的エネルギーはいくらか. (5) 物体IE点を通過した時点で持つ力学的エネルギーはいくらか. D E 物体ⅡI 00000000 (6) 物体 D点を超えたときの速度がほとんどゼロだったとする. D点の高さはいくらくらいか. (7) 物体Ⅰと物体II が衝突した後, 物体 II の速さはいくらになるか. (8) この衝突のはね返り係数はいくらか.

物理のエッセンスからです。 2ページ目のHighのところの「(だから右辺にマイナスがつく)」と書いてありますが、なぜマイナスがつくか分かりません。 分かる方、易しく教えて頂きたいです🙇🏻‍♀️

62 力学 [解説] 直線上の衝突では反発係数 (はね返り係数) e (0≦e≦1) の式が成り立つ。 いろ いろな書き方があり、自分なりの覚え方をしていればよい。 本書では次の形式で いこう。 衝突後の速度差=-ex (前の速度差) 注意すべきは,速度の差であって,速さの差ではないという点だ。 つまり、 正・負を考えて代入しなければならない(差をとるときの物体の順番は両辺で合わ せる)。そこで衝突後の“速度”を未知数とする。上式の左辺は素直に書けるし, 運動量保存則そのものが速さでなく,速度の式だからだ。速度はもちろん地面に 対する速度。1,2を連立させて解けば,答えの速度の符号が運動の向きを教 えてくれる。 EX1 静止している質量MのQに質量mのPが速 ひで衝突した。 その後のP, Q の速度 UP, UQ (右向きを正) を求めよ。 また, Pがはね返る条件 を求めよ。 反発係数をeとする。 P Vo m M 解 運動量保存則より mvp+Mv=mvo ① eの式より Up-VQ=-e(vo-0)2 衝突後 UP VQ ① +M×② と v を消去し (m+M)up= (m-eM)v m-eM Up = Vo m+M ①-mx② より (m+M)vg=(1+emvo ・③ ③ 図示するときは,分か りやすく正としておく (1+e)m VQ= Vo ・④ m+M Up<0だと Pがはね返るためには, up < 0 となればよい。 よってm<eM 一方, は無条件に正だから, Qは右へ動く当たり前だね。 左の方へ Vp 運動 ちょっと一言 運動量保存則を“後=前”のように書いておくと,このように辺々 で速く計算できる。 ちょっとしたテクニック。 こんな問題ではPが受けた力積がよく問われる。「力積=運動量 の変化」 より mu-mv として求めてもよいが、 作用・反作用を利 用し,Qの運動量変化 Mv0 にマイナスをつけた方が簡単だ。