黄色線なのですが、ここでの保存則とは運動量保存則ですか？またQ上の人とは相対速度を考えるときに意識するだけで他にもQについて考えなければならないこととかあるのですか?黄色線の文全体の解説をいただけると嬉しいです。衝突後の速度差=-e*(衝突前の速度差)、これは運動量保存則で... 続きを読む

(1)e=0 (2)e= e=1/2 79 なめらかな床上に, 質量Mの板が, ばね定数k 一のばねで結ばれて置かれている。質量m ( <M/2) の物体が速さで板に当たるとき, ばねの縮みの 最大値はいくらか。衝突は瞬間的とする。 64 力学 ヨット 等質量の弾性衝突では,速度が入れ替わる。 78の答えが出たら,M=mとしてみると分 かる。たとえば,Qがはじめ静止していると, 衝突してきたPが止まり, Q が で動き出 すことになる。 ↓ 伴うことが運動量保存則、御父 ← 非弾性力学的エネルギー弾性復、分裂(大事なし 分裂(あり) 解 (1) P がばねを押し縮めると同時に,Qは ばねに押されて動き出す。 ばねが最も縮 VI 運動量 65 (止まった) んだときとは, Q から見て接近してくる Pが一瞬静止したときでもある。 相対速度 0 つまり、相対速度が0となるときだ。 し たがって,このときQの速度もである。 Qから見た Pの運動 P.Qの速度は同じ M. m Vo Imam 運動量保存則より mv=mv+Mv m v= m+Mvo の場合について求めよ。 トク 2物体が動いているとき, "最もは相対速度に着目 保存則の威力 しかし、保存則は運動方程式を超えた力を秘めている。 たとえば, 滑らかな 力学的エネルギー保存則, 運動量保存則とも運動方程式に立脚している。 (2) 力学的エネルギー保存則より りっきゃく 11/11/12m+1/+12 -kl² 2 一体となっては、e=1. . l=vok(m+M) mM 曲面をすべり降りたときの物体の速さや, 衝突の問題では運動方程式を用い ても事実上解けない。ただ,保存則には適用条件があることは常に意識して おかねばならない。 摩擦抵抗なし(保存力以外の力の仕事= 0) 力学的エネルギー保存則 衝突・分裂(物体系について外力=0) 運動量保存則 力学的エネルギー保存則は仕事を, 運動量保存則は力を条件にしていると いう違いがある。 両者はまったく独立な法則であるが, 両立することもあり、 連立的に解くタイプは概して難問となる。 が, パターンを心得ていれば, 取 扱いはむしろ一本調子だ。 猛犬を手なずけて忠犬としてしまおう。 EX 滑らかな水平面上に質量Mの球Qがばね定 P 数kのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量mの球Pが速度v で進んできた。 Vo m k Q mmmM (1) ばねが最も縮んだときのPの速度vを求めよ。 (2) ばねの縮みの最大値を求めよ。 (3)やがてPはばねから離れた。 Pの速度を求めよ。 ちょっと一言 ここでQ上の人に保存則まで用いさせてはいけない。 保存則や 運動方程式は静止系 (あるいは慣性系)で用いるべきもの。 ただし,次章で扱う慣性力の効果まで考慮すれば, 加速度系で用 いることもできる。 (3) Qの速度をひとすると 運動量保存則より mv=mu+MU ....・・・① ばねは自然長に戻っているから, 力学的エネルギー保存則より 1/12mo=1/2mu2+1/2MU2 "= Uを消去して整理すると ......② (m+M)u2-2mvou+(m-M)vo2 = 0 2次方程式の解の公式より m±M u= Vo .. u=. m-M m+M m+M u=vo とすると, ① より U=0 となって不適 (ばねに押されたQは右へ動 いているはず) High (3) は P, Qがばねを介して緩やかな衝突をした後と見てもよい。 エネル ギーを失わない弾性衝突だから, e=1の式 u-U(vo-0) を②の 代わりに用いるとずっと速く解ける。

式変形をどうやったらこうなるのか教えてほしいです

k 2mg m k m -(1-1)}= k (1-1₁) sin 00 + (1-1) - sin 0 mg oof m²gamia k² 040 sin 20, + (1-1) 2} 犬の

（3）で、私は写真2枚目のようにしました。私は、自由落下と考えたのですが、解答の考え方が分からないので教えてください。

1-15 地上20mの高さから、 小球を初速 7.0m/sで水平投射した。 重力加速度の大き さを 9.8m/s^ とする。 定めて乗った。 X(1) 地面に到達するまでの時間は何秒か。参舗 される瞬間に X2) 地面に到達した点は投射した点から水平距離で何mの場所か。 (3) 地面に到達する直前の小球の速さを求めよ。

（4）で答えが2つ出てきたのですが、解答にはそのうちの一つしか書いてありませんでした。 なぜどちらも答えではないのですか？ 教えてください。 （4）の答えは7.0sでした。

1-4 数直線上を速度 7.0m/sで運動していた物体が、原点を通過した瞬間から加速度 2.0m/s2 で 5.0 s 間運動し、その後一定の速度となった。 (1) 加速し始めてから 5.0s後の物体の速度は何m/s か。 (2) 加速し始めてから 5.0s間に物体は何m進んだか。 (1)の速度で等速直線運動していた物体は、ある瞬間から一定の加速度で減速し 70m進んだときに速度 3.0m/s になった。 (3) 減速しているときの加速度は何m/s' か。 (4) 減速し始めてから70m進む間の時間は何sか。

1-6の問題で、ずっと（1）〜（4）までvo（ブイゼロ）を使わなかったのですが、区切り区切り（速さが変わっているところ）で一回止まっているのですか？ 教えてください。

1-6 A駅とB駅の間の直線区間を列車が次のように運動する。 A駅を出発してから 加速度 0.50 m/s' で加速して、 40s 後にある速さに達する。その後一定の速さで1.4km 進み、次に大きさ 0.40m/s' の加速度で一定に減速して、B駅で停車する。 (1)A駅を出てから40s後の列車の速さは何m/sか。 の日 (2) 一定の速さで進んだ時間は何秒か。 (3) 減速した時間は何秒か。 (4)A駅からB駅までの距離を求めよ。

（1）でなぜ速さが0なのですか？あと、加速度の-gsinαはどうやって求めたのですか？

297斜面上での運動 [ 1997 岐阜大 ] 図のように水平面と傾斜 角(0<a<) なす x-y 平面上を運動する質 点を考える。 重力加速度を gとし,質点と x-y平面 との摩擦はないものとする。 (1) 原点より質量mの 質点を初速vy軸方 向へ発射させた。このと き,質点が上がりきる位 置の y 座標 y およびそ れまでに要する時間を 求めよ。 02 01 点 P(x,yo) (2)次に,原点Oより質点を x-y平面上でx軸と角度β B (0 <B</V)の方向へ初速 で発射した。 このとき, x-y平面上で質点が再びx軸に戻るまでの時間と軌 跡の式を求めよ。 (3)x-y 平面上の点P (xosyo) (0x0, 0yo) から別の質点を上記(2)の質点の発射と 同時に自然滑降させて2つの質点を衝突させたい。 この条件を満足する点Pの位置 を表す曲線または直線の式を求めよ。 (1) V=Mi+aより、 0 = v. -Isinat, A₁ = Mi gsina 4 x=Mot+2/2/の犬より、 x= 2 gsina gsino M² 2gsina. 2 # M² gesintx.

（4）です、 どうして絶対値を外すことができのかわかりません、 この状態で振動数の大小ってわかるんですか？

出題パターン 観測者 0, 振動数fの音を出す音 源 S, 反射板Rが図のように一直線音 上に並んでいる。 音速をc とする ここでRとOが静止し, Sが正の方 向に速さ”で動くときは、親の下での (1) 直接音の振動数 (2) 反射音の振動数 2 (3) 反射音の波長 入 RSO HOÁÓ 2 (4) 直接音と反射音によって生じるうなりの振動数はいくらか。 ただし,風 はないものとする。の伝わ ア:(波長)圧縮f= (分母小さく ) 解答のポイント! うなりの振動数 (1秒に何回うなるか) = 2つの振動数の差 解法 (1) (2)図 15-6のように, 音が伝わるよ うすを図示する。 ここでドップラー効果 が起こるのは図15-6では動く音源の音 の発射時のアとイで,アでは音源が前方 りの音の波長を「ギュッ」と圧縮し、で は後方の音の波長を 「ベローン」と引き 伸ばしている。 C f₂ f h2=- 48 振動数・波長 ・ うなり c+v = C- 音速 C f₂= c+vf cf C-v 静止 U ドップラー効果の式の立て方より、 ジ GUIDARTHOFOR-0450 08 GUD: c+v 1-2 (S) (1) steiadk ア直接音 V イ:(波長)引き伸ばした JIMS): (分母大きく) HIST (3) 引き伸ばされた反射音の波長については,すでにたとcとで2get! して いるので波の基本式より) 550 容 2 反射音 15-6 (4) 図 15-6 で観測者 いるので,うなりを観測する。 うなりの振動数は犬との差で, 7 (+9) TV- 2cvf cf_ f-fl=-=- まず何よりも先に振動数を計算しておいて, そ の後に波の基本式で波長を計算するのがコツ! t₂ 静止 というわずかに振動数の異なる音を同時に聞いて A till STAGE 15 ドップラー効果 165

跳ね返り速度「初速度」でなぜ2EGとEが入るのか分かりません 2枚目より鉛直の場合はE倍ですが、今斜めなので、、 どうやって力の分解したあげるのでしょうか、

arn =8 ② ある物体を自由落下させたところ、その場で床 との衝突をくり返した。 衝突(バウンド)が終了する時間Tを 求めよ｡ 滞空時間は衝突のたびにe 倍になるので 4/€₂_V=V₂ + ax +7. V=2g x=Not + 0x²²22² ·0= 2get - 1² 4get-gt=0 犬ー4et=0 t=46& [e=0$n] 25 =2+ 20 20² de ve (2015) ag -2 1-0.5 =6m 落下時間 25 V=2982eg (12+257) 25 す) m 反発係数e = 0.5 バウンド 終了 2cm/ =24 6秒 6

(3)と(4)の解説お願いします。 (3)は500N、(4)は350Nです

47 人と台にはたらく力 右図のように, なめらかに 動く軽い定滑車に軽い綱を通し, 綱の一端に重さが 200 N の台をつり下げる。この綱の他端を台上に乗った 重さが500 Nの人が引いた。 (1) 人にはたらく力を図中に矢印で示せ。 (2) 犬が綱を引く力の大きさが100Nのとき, 人が台を 押す力の大きさはいくらか。 (3) (2) のとき,地面が台を押す力の大きさはいくらか。 (4) 台が地面から離れるためには,人が綱を引く力の大 きさをいくらより大きくしなければならないか。 ///////

93番の⑴について質問です。 僕はmg＝G Mm/(R+h) という式を立てて解いたのですが、解説はmg＝の式を立てずにやってました。 何故ですか？

92. 人工衛星の軌道 仮に、日本 人工衛星を考えると, その人工衛星は、図のような軌道をまわ る必要がある。 しかし、地球による重力のみで運動している人参 工衛星は,そのような軌道をまわることはできない。静止衛星 8. が,赤道上空の円軌道をまわらなければならない理由を簡単に 説明せよ。 させら 日本 01XT.OLUTIN R_ ついて,次の各問に答えよ。 1) 人工衛星の速さを求めよ。 2) 人工衛星の力学的エネルギーを, m, g, R を用いて表せ。 ただし 人工衛星 93. 重力と位置エネルギー 地球の半径をR,地表での重力加速度の大きさをgとする。 地表から高さんの点にある質量mの物体について,次の各問に答えよ。 (1) 物体が高さんの点で受けている重力の大きさを, m, g, R, h を用いて表せ。 (2) 物体が高さ0の地表にあるときと比べて, 高さんの点では, 無限遠を基準にした万 有引力による位置エネルギーはどれだけ大きいか。 m, g, R, hを用いて表せ。 ヒント 万有引力定数をG, 地球の質量をMとして計算し、GM=gR2 の関係を利用する。 <->18 大の 大 4. 人工衛星の力学的エネルギー 地球の半径をR 地表での重力加速度の大きさをgとする。 地表から,する -R 高度Rの円軌道をまわっている質量mの人工衛星に 犬の 赤道 Em