〔IV〕 以下の問いに答えよ。 なお、重力加速度の大きさをgとする。の復帰を表す 図4-1に示すように、なめらかで水平な床面上の点0から水平方向より角 (45°上向きに,質量mの小球を速さで投げた。 小球は,床面上の点Aの位置 に垂直に固定したなめらかな壁面に, 点Bで垂直に衝突し, はね返って落下し た。小球は点Cで床面に衝突してはね返った後,点Dで最高点に達し,点Eで 再び床面に衝突した。ここで点Cは線分OAを3:2に内分する点であった。 (イ) 小球が壁面に衝突する直前の速さを, を用いて表せ。 (ロ) OA間の距離を, g, v を用いて表せ。 (ハ)点Bの床面からの高さを, g, v を用いて表せ。 (二) 小球と壁面との間の反発係数はいくらか。 (ホ) 小球と床面との間の反発係数をeとして, 小球が点Cで床面に衝突した後, 点Eで再び衝突するまでの時間を, g, ve を用いて表せ。 つぎに図4-2に示すように, 壁面を床面上の点Aから点Fの位置に移して 垂直に固定し,再び点 0から水平方向より角45° 上向きに,質量mの小球を速 THER さぁで投げた。 小球は、なめらかな壁面に点Gで衝突し, はね返って落下した。 小球は点Hで床面に衝突してはね返った後, 点Iで最高点に達し,点で再び床 面に衝突した。OH 間の距離は,OA間の距離の2倍であった。 状態4→5の 2の使用で体と外 D 45° ► OE 45° 0 (へ) 図4-1で小球が点 0 から点Cに達するのに要した時間を T, 図 4 - 2 で 小球が点から点Hに達するのに要した時間を T, とする。 T2は,T」の何倍 となるか。 大 (ト) OF 間の距離は, OA間の距離の何倍となるか。 (チ)点Ⅰの床面からの高さは,点Dの床面からの高さの何倍となるか。 B 図 4-1 A 図 S A A J da H A (1)

法政大ーデザインエ・理工・生命科 236 2017年度 物理 <解答> 直方向の成分は0となるので V 0=vsin45°-gti t₁ = √29 A 水平方向には等速直線運動をするので FIOT 02 vcos45°t= 2g (ハ) 求める高さは,鉛直投げ上げの式に を代入して vsin45°t-- 1 合 (二) 壁面との衝突の前後で小球の鉛直方向の速さは変化しないから,点B から点Cに達するまでの時間はんに等しい。したがって衝突前後の速さ の比は,OA間とCA 間の距離の比に等しい。 これより反発係数は CA 2 OA -=0.4 (ホ)点Cで床面に衝突する直前の小球の鉛直方向の速さは1/2であり、 ev 衝突直後の鉛直方向の速さは である。 求める時間をとすると 鈴 √2 直投げ上げの式より ev ev √2/√2 法政大-デザ 以上より OF (チ) (ホ)と同 床面に衝 向の速さ るか! --gt2 .. t2= √2ev g TRA (へ) 壁面との衝突の前後で鉛直方向の速さは変わらないから T2=T110円 29.0 (ト) 下図のように壁がない場合, 小球が落下する床面の点をH'とする。 以下では,HF 間の距離をHF のように表す。 小球と壁面の反発係数 0.4 より HF=0.4・FH' 題意より 最高点 HF=OF-OH=OF 7 OA 5 右図より FH'=OH'-OF=2・OA-OF HF

B 0 E ここの速さは Bの地点の地点で 2回衝突しているため 1を2回かけなくて いいのですか?