（2）の問題です。 a縮めたときと、a/2縮めたときは別の事象(？)であるのに、1つの力学的エネルギー保存則の式に収めることができるのは何故ですか？そういうものなのでしょうか また、(2)ではどの時点での速さか分かりません。 どのようにしてこの問題を、解けばいいのでしょうか？

22 基 水平面上に置かれたばね 定数 k [N/m〕 の軽いばねに 質量m 〔kg〕 の小球Pを押し当 て ばねを自然長からα 〔m〕 自然長 100000000OP30 a A B だけ縮ませ,静かにPを放した。 水平面は図の点Aより左側は滑らか であるが,右側はあらく、Pとの間の動摩擦係数はμである。重力加 速度をg 〔m/s2] とする。 St (1) ばねから離れたPが点Aに達するときの速さを求めよ。 (2) ばねの縮みが 1/24 [m]であったときの,Pの速さを求めよ。 a (3) はじめにばねを自然長からa〔m〕 だけ縮ませるのに必要であった 外力の仕事 W を求めよ。 (4) 点Aを通り過ぎたPはやがて点Bで静止した。 距離 AB をを用 いて求めよ。 (5) あらい面が水平から30°傾いた斜面(図の点線)であった場合に, P が達する最高点をCとし, 距離 AC をvを用いて求めよ。 斜面と水 平面はなだらかにつながるものとする。 (大阪工大 + センター試験)

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。

センター物理の問題です 解説には、緩くなったのでAの方が遅く、動摩擦係数が大きいとあるのですが、この緩むまでの間は張力が発生してAに左向きの力が加わるためBより遅くなるとも考えられるのではと思っています。 解説お願いします🙇‍♀️

問4 Aに力を加えるのをやめたところ, 糸がゆるみ, AとBは図3のように 糸がゆるんだまましばらく運動を続け, やがて互いに衝突することなく静止 した。 力を加えるのをやめてから A, B がそれぞれ静止するまでにかかった 時間を ta, tB とする。 とμ,および, tA と B の大小関係の組合せとし て正しいものを,下の①~⑥のうちから一つ選べ。 5 図3 ① μA>μB, ta >tB ③ μA>μB, ta = t ④ ⑤ μA>μB, ta <t A ② μ <μB, tat <μB, ta = t ⑥ μA<μB, tat

・物理 物体Q(質量m)の位置エネルギーの変化はなぜこれになるのでしょうか？赤の下線が引いてあるところです よろしくお願いします🙇‍♀️

「球Pと質量m[kg] (M> m) の小球Qを2rより長い軽くて伸びない糸で結び, 図の なめらかな半径r [m] の半球形のわんが水平に固定されている。質量M [kg]の小 ようにPを内側に入れて、わんのふちAに糸をかける。 重力加速度の大きさを [m/s] とし,Pの位置は球の中心を中心とした角∠AOP=9[rad] で測るものとす る。以下の問1,問2のそれぞれの場合について答えよ。 M A Q (1) 問1 小球Pが0 =7Qとつり合った。この場合,Mとの間に成り立つ関係を 求めよ。 また, わんからPに働く抗力の大きさをMとg で表せ。 問2 小球PをAのすぐ内側 (80) で静かに放すと, 下方へ滑り出した。 この場合 について,以下の問いに答えよ。 (1) 放した直後に糸がPを引く力の大きさをM,m, gで表せ。 (2) 小球Pが最下点0=を通過するために必要なMとの間の条件を不等式 で表せ。 より求めよ。 (3) 小球Pが図のように角の点を通過するとき,Pの速さV [m/s] とQの速さ [m/s] の間に成り立つ関係を求めよ。 また, Vをr, g, M, m, 0で表せ。 (4) 小球Pが0=Q.[rad] の点で静止した。 cos2をMとmで表せ。 0 0 とする。

II(2)で、θ＝πの場合についてαの範囲の求め方で腑に落ちない部分があります。 解答では｢II(オ)と⑦より√2-1<α<√2 ･･･⑨｣ となっていますが、II(エ)より転回軌道の実現条件にx₀<L/2があるので、これとII(1)①式からα<1 が出てきて、√2-1<... 続きを読む

Ⅱ 次に、 図1-3に示す実験を考える。 原子核 X 座標原点に, 初速0で次々 と注入する。 ここではx≧0の領域だけに, x軸正の向きの一様な電場Eがか けられており,Xはx軸に沿って加速していく。 x=Lには検出器があり, 原 子核の運動エネルギーと電気量, 質量を測ることができる。 電場Eは, E= 2miaとなるように調整されている。ここでv は,設問1(3)におけるA qL の速さ(図1-1参照) であり、 定数である。 X の一部は検出器に入る前に様々な地点で分裂し, AとBを放つ。 原子核の 運動する面をxy 平面にとり, 以下では紙面垂直方向の速度は0とする。 分裂時 のXと同じ速さでx軸に沿って運動する観測者の系をX 静止系と呼ぶ。 X 静止 系では, 分裂直後にAは速さで全ての方向に等しい確率で飛び出す。 X 静止 系での分裂直後のAの速度ベクトルが, x軸となす角度を0 とする。 このと き 分裂直後のX静止系でのAの方向の速度は A COS 。 と表せる。 以下の設 問に答えよ。 x < 0 *≥0 E=0 2 mv E= qL 電場: 原子核 A 検出器 (1) 図1-3にあるように, Xの分裂で生じたAの中には, 一度検出器から遠 ざかる方向に飛んだ後、 転回して検出器に入るものがある。 このような軌道を 転回軌道と呼ぶ。 Aが転回軌道をたどった上で, 検出器に入射する条件を求め よう。 以下の文の ア から カ に入る式を答えよ。 以下の文中で 指定された文字に加え, L, vAの中から必要なものを用いよ。 分裂時のXの検出器に対する速さを αVA と表すと, 分裂地点 x の関数とし てα= ア と書ける。 また, 注入されてからx まで移動する時間は, x の代わりに を用いて, イ と表せる。 転回軌道に入るためには, A の初速度の成分は負である必要があるので, 00 に対して, αで表せる条件, cos 8 < ウ が得られる。 この条件か ら, そもそも x > I では転回軌道が実現しないことがわかる。 Aが 後方に飛んだ場合, x0 の領域に入ると, 検出器に到達することはない。 これを避けるための条件は, αを用いて cos 0 > オ と表せる。 x0 > カ のときには,Aは0。 によらずx<0の領域に入ることはな い。 質量4 電気量 24 加速 転回軌道 原子核X x=0 x=x o 注入地点 初速ゼロ 分裂地点 原子核 B 分裂 図1-1 質量 電気量 質量3 電気量 図1-3 x=L (2) 検出器に入ったAのうち, 検出器のx軸上の点で検出されたものだけに着 目する。 測定される運動エネルギーの取りうる範囲をm, UA を用いて表せ。 (3) X の注入を繰り返し、 十分多数のAが検出された。 検出されたAのうち, 運動エネルギーがmi よりも小さい原子核の数の割合は, Xの半減期Tが L VA と比べてはるかに短い場合と, 逆にはるかに長い場合で, どちらが多くな ると期待されるか, 理由と共に答えよ。

(11)についてです。 一連の運動で力学的エネルギーは保存しないですか？ 模範解答には運動量が保存するから(11)の速度は0だと書いてありました🙇‍♂️

mAcos-my 問2 次に、箱が床の上で自由に動ける場合を考える。 物体をばねに押しつけ, ばねを自然長より d[m] だけ縮めた状態で箱に固定し, 静止させる。時刻 t = 0sに静かに固定を放すと, 箱と物体は運動を始める。 図3の右方向を 正に取り、物体がばねから離れるときの箱の速度をV[m/s], 物体の速度を (4) 「力学的エネルギー V km/s] とすると,運動量保存の法則より 保存の法則より (5) の関係が成り立つ。 これより, 箱の速度は (7) [m/s] であることがわ V= (6) かる。 [m/s], 物体の速度はv= 物体がばねから離れるまでは,箱と物体はばねから力を受けて運動してい る。この運動が箱と一緒に動く観測者にとってどのように見えるか考える。 図4のように, 物体と箱の左端の間の距離をX [m] とおく。 箱から見た物体 の加速度 A[m/s] は,箱の加速度を am[m/s2], 物体の加速度をam 〔m/s2] とするとA=am-amである。 箱と物体の運動方程式より,AはX,I, M,m, k を用いて A = (8) 〔m/s2〕 と表される。 これは箱から観測す る物体の運動が, 問1のように箱を固定したままの状態で物体の質量を (9) 〔kg〕としたときに, 物体が行う運動と同じになることを示して いる。 その後、ばねから離れた物体は時刻 (10) [s] に箱の右端に達し, 箱 に付着した。 物体が付着した後の箱の速度は (11) [m/s] となる。 d (0000) 図3 箱自由

物理についての質問です。原子物理学の範囲です。4問目で疑問に思ったことがあるのですが、まず問題文には高速度の陽子をとあります。そして解答を見ると、Hが動いてLiは動いていないように見えます。実際Hの運動エネルギーは〜とあります。つまり、陽子=Hということですか？もしそうだと... 続きを読む

光合成によっ まれる。 この 崩壊によって の木が命を ! “ゆく。 この 5 手 TAL GH No... 出題パターン 12/10 96 アインシュタインの式 高速度の陽子をリチウム原子核に当てると次の原子核反応が起こる。 X+H → He+ He 2)この反応の結果、欠損した質量は何kgか。 ただし、それぞれの質量は 上の式のXに適当な原子核を表す記号を記せ。 X:7.01600u, H 1,00727u, He: 4.00260u. 1 (u)=1.66×10-27 (kg) とする。 (3)この反応で発生するエネルギーは何Jか。 ただし, 光の速さを c =3.00 × 10°(m/s) とする。 この反応で発生するエネルギーがすべて運動エネルギーになり, 生じた 2個のHe に等分配されたとすると, He の速さはいくらか。 ただし、 反応前のの運動エネルギーは0.50MeVであり、 電気素量を e=1.60x10-19 〔C〕 とする。 解答のポイント! m) 01×00.8) x (gal) * 01×00.8= 状態 原子核における計算問題では,質量とエネルギーの単位に注意せよ エネルギーの単位換算 エレクトロンボルト 1 [eV〕 =e[J]=1.6×10 -19 (J) 1.x01x02.0= eが電気素量と同じであることは覚えておこう。1x00.8= 1 〔MeV〕 =10° 〔eV〕 メガエレクトロンボルト ユニット -統一原子質量単位 〔u〕 CCの質量を12u と約束する。 ルギーは1枚子あたり1uでほぼ原子量(g/mol)に等しい。 量 100200. 02900 taka エネル(u)は質量の単位ということを忘れない!!) アインシュタインの式⊿E=Mc を用いるときには, エネルギー 4E には (J)の単位,質量 ⊿M には(kg) の単位を用いることに注意せよ。〔eV〕や〔u〕の 単位はそれぞれ〔J〕や (kg) に直すこと。 また,核反応を伴う衝突・分裂においては,核反応で発生したエネルギーの 分だけ運動エネルギーが増加するので、次の関係式が成立する。 (発生エネルギー4E)=(運動エネルギーの増加分) STAGE 27 原子核 303

物理基礎です。 121番で仕事の大きさ求めるんですが、 最後の力学的、エネルギー−最初の力学的エネルギー=摩擦力のした仕事、としたら、位置エネルギーを含んでない式でした。 なぜ位置エネルギーを含まないのでしょうか？

摩擦熱の発生のモデルとして、あらい床の上の物体の運動について考えてみよう。 AさんとBさんは,図2のように、物体をあらい水平な床の上で運動させて,静 止する様子を観察した。 質量 0.50kgの物体を床の上の点から速さ2.0m/sで打 ち出したところ, 物体は床からはたらく摩擦力により床の上で静止した。このとき の物体の速さを,速度センサーを用いて測定した。 図3は, 打ち出してからの時間 tと物体の速さの関係を表したグラフである。 A :0 NO 2.0m/s 物体 Oo 0 ma: Ro O 0 図2 v[m/s] antru [m/s]ame Im... 1+Q = mgh 59.0 29 1.6 1.2 床 だろうね。 0.8 0.4 M-23= zad +4=2(+2)) HQ= 0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 tana ・t〔s〕 1 ハニ1 図 3

1つ前の質問の載せきれなかった分です。前の質問を見ていただけると幸いですm(_ _)m

mui + MTI = (m +M) To 2 - a 1 m²²² + 1 / MT₁² = ± (m + m) To² + mgh - ② ①から 21 = (m+M) To- MT M これて②に代入して m (mtm) To - MTI M )+/ma = 1½ (m+m) to² + mgh 2 Ti 2 2 m) + m² 2 (m + m) To² + m² V₁ ² - 2 m To Film+m 2m - (m+m) To² + mgh. Th] 20 x (2m) 2 (m+M) * To " + m² Vi² - 2mV. Vi (m+m) + mM T₁² > m(m+ m) To² + 2m³gh 9h

なぜこれは摩擦力のした仕事は-34Jなんですか？ 普通に34Jではないのですか？

122 保存力以外の力の仕事 図のように, なめら かな曲面上の高さ5.0mの所から質量 2.0kgの小物体 が静かにすべりだした。 小物体は水平面上のあらい部分 を通過し,速さが 8.0m/s になった。 動摩擦力がした仕 事は何Jか。重力加速度の大きさを 9.8m/s とする。 5.0m あらい部分 8.0m/s 例題28125,126