Physics
高中
已解決
相対速度
1枚目でベルト上での加速度と床から見たときの加速度が変わるのかな、変わらないかな、ってすごい迷ってしまいました、、、
3枚目(14、大変見づらい写真ですみません。。右下に問題、右上と左が解説です。)
この問題と1枚目の写真での考え方の違いがふわふわしています、、、
1枚目は相対速度与えたって言っても言っちゃえば普通の運動とそんなに変わんないかなって感じはするのですがうまく言語化できません🥲
また慣性力とかは働かないのかな、、、とかも思ってしまいました、、、、
自分なりに考えてみたのですがもやもやしてしまいます、、、
1枚目でのベルト上、床上での加速度が同じな理由、3枚目との考え方の違い、1枚目で慣性力についてどなたか教えて下さると幸いです🥲
物
理
解答番号
1
22
第1問 次の問い(問1~5)に答えよ。 (配点 25)
問1
図1のように, 水平にベルトが運動するように十分に長いベルトコンベアを
床に固定し,ベルト上に小物体を置く。ベルトが右向きに一定の速さVで動
oいている状態で, 小物体をはじいてベルトに対して右向きに大きさぃの相対速
籍に考しすぎない。
つ度を瞬間的に与えたところ, 小物体はやがてベルトに対して静止した。 小物体
をはじいてから小物体がベルトに対して静止するまでの, 床から見た小物体の
移動距離として正しいものを, 下の①~③のうちから一つ選べ。 ただし, 小
物体とベルトとの間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとし, 小物体
の運動にかかわらずベルトは一定の速さVで運動し続けるものとする。
1
-V:n
0--ト
V.
0-9-2階7
0.12
510.%
図 1
2
v?
0
24g
UV
24g
24g
ひ(ひ+2V)
(ひ+V)?
の
24g
0(20+V)
6
24g
24g
V(v+2V)
V(2v+V)
0
24g
24g
X-
2nv
2。
42)
模試 第2回
第1問
B
R。
問1
右向きを正の向きとする。小物体の質量をmと
すると,小物体がベルト上を右向きに滑っている間。
小物体はベルトから大きさ μmg の動摩擦力を左向
きに受けて等加速度運動する。このときの小物体の
A
R
R
加速度をaとすると
ma=-Lmg
a=ーμg
床から見た立場で, 小物体の速度は, ベルト上を
滑り始めるときひ+V, ベルトに対して静止したと
きVであるので, 求める移動距離をdとすると,
等加速度運動の公式より
Vー(ひ+V)%32(-μg)d
RI、=E
RI、-RI.-RI:=0
. I-I-Is=0
RI,-R(I-I.)-
v(ひ+2V)
d=
2ug
-2I2+3Is =0
補足 ベルトから見た立場で小物体の運動を考えて
みよう。この場合, 小物体は床から見た場合と同じ
加速度aで等加速度運動するが、小物体の初速度
はv,終速度は0である。したがって, ベルトに対
して静止するまでの時間をt, ベルトに対して滑っ
た距離をDとすると
2, 3より
3
I=-
1I
これらとのより
E
ム=
R
点Bの電位Vs は BI
0=v-1gt
t=
Hg
2
Ve=RI.=-
5
. D=
24g
別解 回路を下図の
いて考えることも
2R であるので、
合成抵抗)をReD
0-パ=2(一μg)D
この間にベルトが動いた距離は
V
Vt=
したがって,床から見た小物体の移動距離は
ひ(ひ+2V)
ReD=
1/0
d=D+Vi=
24g
R。
問2
次図のように,各抵抗器をそれぞれR」~Rs とし、
R,~R, を図の向きに流れる電流をI~ム (A] とす
iた 折抗器の抵抗値をR [Q] (%350 9), 電源
IABD
Uo COsO
3600 s
S/UI CCー
ev, sin0
90 km/h=25 m/s
Aとの相対速度の大きさは
55-25=30 m/s ..
Bとの相対速度の大きさは
55+25=80 m/s
sin0!
0g
0
480-30=16 s
力学
18
0-20=2×(-2)/ 1=100 m
ここで20m/s は相対初速度 (20-0)と
いう観点で用いている。
列車の先端を原点としているので, 抜き
去るときの車の位置はx=-125である。
BC 間の鉛直方向について
480-80=6s
0=(ev, sin 0)t-.
列車から見た車の相対加速度は
1-3=-2m/s°
列車から見た車の運動はUターン型の
等加速度運動となる。最も離れたときは,
相対速度が0になるときだから
14
=D1
6
BC=(o Cos 0)t
sin0
sin0cos0=
sin20
図1
6
6
-125=201++×(-2)"
鈴直
8 9=
0=(G+1)(%-1)
水平
力学
15 右図より
リ=10tan 30°
9T
14° 長さ 125m の列車と小さな車が並んでいる。
車は初速 20m/s, 加速度1m/s。で走り, 列車
は静止状態から加速度3m/s° で動き出す。 列
車から見て車は最大何 m先まで離れるか。ま
た, 列車が車を抜き去るのに何sかかるか。
1m/s°→
雨
20mls
125m
10
ーS/ug
45,77 m/s, 5,8 m/s
延長線
15 雨が鉛直方向に10m/sの速さで降っている。 水平に走る列車から見ると雨
は鉛直線から 30°傾いていた。 列車の速さひはいくらか (物理)。
このように数値を扱う問題では、 答え
は小数に直しておく。まけたないしさけ
たでよい。 一方, 文字式の計算では無理
数はそのままにしておく。
16° 幅20mの川があり, 水の速さは3m/sである。静止した水面なら5ms
速さで進める船で岸に垂直に横切った。何秒を要したか (物理)。
解答
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