Question

😇😇😇

物理の力学です。
画像の(イ)の部分で位置エネルギーは考慮しないのですか？

2(ma+ma)9h
2021年度
の中に入れるべき正しい答を解答群の中から選び,その番号を解答用マークシート
次の問題の口
の指定された欄にマークしなさい。(34点)
図1に示すように, 水平面に対して角度0[rad]
だけ傾いたなめらかな斜面上に台車Aと台車Bがあ
る。台車Aは斜面上を動かないよう手で支えられて
いる。また,台車Bは斜面上の壁に下端が固定され
たばねの上端に取り付けられ, つりあって静止して
いる。台車Aは斜面上の台車Bよりも上の位置にあ
り,高低差はh[m] である。以下の問いでは, 台車
Aと台車Bの大きさ, ばねの質量は無視できるもの
とする。また, 台車Aの質量はMA [kg], 台車Bの
質量は ms (kg), ばね定数はk[N/m), 重力加速度の大きさをg [m/s°] とする。
(1) 台車Aから静かに手をはなすと台車Aが台車Bに衝突した。台車Aが台車Bに衝突する直前の台車Aの
速度の大きさは口(7) ] [m/s] である。台車Aと台車Bが完全非弾性衝突し, 台車Aと台車Bは一体とな
り運動を続けたとする。このとき, 衝突によって台車Aおよび台車Bの力学的エネルギーは(イ) )だ
け失われる。一体となった台車は,斜面上で単振動をした。衝突の瞬間から単振動の半分の周期だけ時間
が経過したとき, ばねは自然長から(ウ)] [m] だけ縮んでいる。 単振動したときの最高点がばねの自然
長での位置と一致するとき, hは
[m/s] である。
台車A
h
台車B
ばね定数と
水平面
本すダラ
図1
(エ)
[m]と表せる。また, 台車の速度の大きさの最大値は ()
(ア)の解答群
0 gh
1 2gh
gh
3 2gh
Vg
2
2
4
V2
(イ)の解答群
MA?
-gh
MA+mB
MAMB
2mama
2ma
0
1
gh
2
MA+mg
2
3
gh
Ma+mB
46-
ma+mB
MA?
2(ma+ma)9h
2mgsin0
MAMB
4
5
6
2
MA
MAMB
4(ma+ma)9h
(ma+ma)gsin@
7
4(ma+ma)9h
(ウ)の解答群
magsin0
k
2(ma+ms)gsine
0
1
2
k
k
3
k
(2ma+ms)gsin@
5
(ma+2ms)gsine
k
2(ms-ma)gsin0
4
k
6
k
(2ms-ma)gsin@
7
k
(エ)の解答群
mg(ma+mg)(ma+2ms)gsin°e
ma(ma+ma)(2mat ma)..gsin'0
0
mA
2k
1
MA
ma(ma+ma)(ma-2ms).gsin'0
ma(ma+ma)(2ma-ma).gsin'0
2k
2
m。
2k
3
MA
2k
ma(ma+ms)(ma+ms).gsin'e
ma(ma+ma)(ma-ーma).gsin'0
4
MA"
4k
5
MA
ma(ma+ma)(2mg-ma).gsin°0
7
4k
ma(mia+ma)(ma--ma).gsin°0
6
MA'
4k
MA
4k
(オ)の解答群
mA
gsin@
Vk
0
1
MatmB
mB-MA
k
k
-gsin@
2
gsin0
MA
matmB
k
3
2。
-gsin@
4 2,
gsin@
mB-MA
2,
k
5
k
gsin@
2mat me
6
2mB-mA
7
k
-gsin@
-gsin@
k

(イ) 衝突直後の台車 A, 台車Bの速さをuとすると、
衝突直前,直後について次の運動量保存の法則が成り
立つ。
mavo+mg×0= (ma+me)u
これにより,
mA/2gh
ma+mB
mA
……の
waaaa
e
MA+mB
衝突によって失われる台車Aおよび台車Bの力学的エ
ネルギー AE (Jは,
matポ+ラmax0°)-→(ma+ma)u"
AE=
MA
MAMB
mA+mB
-gh [J)

Answer 1

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

Rodriguez

衝突の直前と直後で物体の位置は変化しないと考えれば位置エネルギーは不変のためエネルギー変化には寄与しません。

もちろん考えても良いですがその場合変化量ΔEを考える際に打ち消しあってどのみち消えてしまいます。

😇😇😇

なるほど！確かにその瞬間は位置変わらないですね。
ありがとうございました😊