問2 下の文章中の空欄
3 に入れる記号と語句として最も適当なも
2
11
のを,それぞれの直後の
で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。
D
B
水平面
平板
0
小球
A
図 2
図2のように,水平面上に表面のなめらかな長方形の平板 ABCD を取り付
ける。平板は水平面に接した辺 ABを軸として回転することができ, 水平面
となす角度を0とする。平板上の点Aから平板に沿って小球を一定の速さで
打ち出す実験を行った。ただし, @の値にかかわらず, 小球を打ち出す向きと
辺 AB がなす角度は一定であるものとする。また,板の厚みは無視できるも
のとする。
0の値が0,と0z (0°< 0,< 0っ<90°)の場合について,平板上の小物体の軌
跡を表す図は, 次ページ図3の 2 {0 ア @ ィ ③ ゥ @ エ
6 オ 6 カであった。このとき小球が最高点に達したときの水平面から
0 0,の場合が@zの場合より高い。
の高さは
3
2 02の場合が0,の場合より高い。
3 0,の場合と@zの場合で等しい。
次図(a)のように,小球の初速度を平板内で分解し, ひェ, Uyとす
る。小球を一定の速さで打ち出し, 打ち出す向きと辺ABがなす
角度は一定なので, Ux, Uyもそれぞれ一定である。
D
C
E
Uy
a=gsin0
A
B
Ux
図 (a)
投げ出された小球が辺 ABに戻ってくるまでの時間をまとす
る。等加速度直線運動の公式より,
等加速度直線運動の公式
0=U,t-
2
初速度を ,加速度をaとすると, 時
間t後の速度, 変位xの関係式は,
20,
g sin0
20y
ひ= Vo+at
t=
a
x=Uot+
小球は AB方向に等速度運動するので, この間の変位は,
び-v=2ax
20zUy
l=Uxt=-
g sin0
a
ひ
Aから最高点までの AD方向の変位んは,
h=
2a
ひ,?
2g sin0
式のと式2より,0が大きいほど!, hともに小さくなるので,
平板上の軌跡は図力となる。
カ
C
D
0,<0z
h
A
B
st4o
なお,a=gsin0 より, θが大きくなると加速度の大きさaが
大きくなり,その結果hが小さくなる。また, 辺 ABに戻るまで
の時間tも短くなるのでlも小さくなる。このように,計算せず
に図力を選ぶこともできる。
2」の答 6
最高点(前頁の図(a)の点 E)での小球の速さは0の値にかかわ
らずひ。である。カ学的エネルギー保存則より, 最高点の速さが
同じならば高さも 6, の場合と 0,の場合で等しい。
力学的エネルギー保存則
保存力以外の力が仕事をしないとき,
力学的エネルギーは保存する。
3|の答
すごく分かりやすかったです！ありがとうございました!!