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物理 高校生

力学の問題なのですが、自然長に戻ると物体が離れるというのが分からないです。離れたあとどのような運動が起こるのか教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

図1のように, なめらかで水平な床上に置かれた質量mの薄い板と質量mの小球が, 板の上面に立てられた支柱とばね定数んのばねにより, おたがい結び付けられている。同 じく床上に置かれている小物体の質量は2mである。 水平面内の支柱から小物体に向かう 向きをx軸の正の向きとし、 速度, 加速度, 力もこの向きを正とする。 小球と小物体の大 きさ, 支柱とばねの質量, 小球と板との摩擦, 空気抵抗は無視できるものとして 以下の問 いに答えなさい。 なお小球はつねに板上で運動し, 支柱に衝突することはなく, 小球, 小物 体,板の運動はすべて図の紙面に平行な面内に限られるものとする。 支柱 ばね 小球 10000 板 小物体 C 図1 問1 板を床に固定した状態で小球をx軸の正の向きに引き, 小球と支柱との間隔をばね の自然の長さよりも大きくしてから静かに手をはなすと, 小球は単振動する。 振動の 周期 T を求めなさい。 問2 ばねが自然長で, 小球と板が床上で静止している状態から, x軸の正の向きに大き さαの加速度で,板を等加速度運動させたところ, 小球は板に対して単振動を始めた。 運動を開始した時刻を t = 0 とする。 (1) 単振動の周期 T2 を求めなさい。また、ばねの最大の縮みを求めなさい。 △(2) 時刻 t = 2 T2のときの,小球の床に対する速度を求めなさい。 (3) 時刻 t = 2 T2 のとき,板の運動をそのときの速度のまま,等速度運動に切り替え たこのあとの運動で, はじめてばねの伸びが最大になったときの時刻と,その伸 びを求めなさい。 時刻は T2 を用いて表しなさい。 問3 ばねを自然長にして, 板と小球を共にx軸の正の向きに一定の速度(速さV)で運 動させる。 小物体にこれらと逆向きで同じ速さの速度を与え, 床上で板と小物体を 全非弾性衝突させた。 (1) 衝突直後の板の速度を求めなさい。 くっつきあって 一体 (2) 衝突後,板に対する小球の振動の速さの最大値と, 振動の振幅を求めなさい。 (3) 板と小物体が, 一体化してから離れるまでの時間を求めなさい。

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物理 高校生

物理力学の質問です。 問2の式の右辺の成り立ちの意味がわからないため教えてください。

(14. センター追試 [物理Ⅰ] 改) ☆☆☆ 思考 判断 表現 13 摩擦のある水平面上の運動 5分 図のように、粗い水平な床 m F の上の点0に、質量mの小物体が静止している。この小物体に、 床と角度をなす矢印の向きに一定の大きさFの力を加えて、点 0から距離にある点Pまで床に沿って移動させた。小物体が点 Pに達した直後に力を加えることをやめたところ、 小物体はだけすべって、 点Qで静止した。ただ し、小物体と床の間の動摩擦係数をμ'′ 重力加速度の大きさをgとする。 問1点0から点Pまで動く間に、 小物体が床から受ける動摩擦力の大きさを表す式として正しいも のを、次の①~⑦のうちから一つ選べ。 ① μ'(mg+Fsin0) ②μmg-F'sin0) ③μ'(mg+Fcose) ④μ'(mg-Fcose) ⑤μ'(mg+F) ⑥μ'(mg-F) ⑦ μ'mg 小物体が点Pに到達したときの速さをfを用いて表す式として正しいものを、次の①~⑥のうち から一つ選べ。 「21(F+f) 21 (Fsin0+f) 21(Fcose+f) ① (2) ③ m m m 21(F-f) 21(Fsine-f) 21(Fcose-f) ④ ⑤ ⑥ m m m 問3 小物体が動き始めてから点Qに到達するまで、 点0と小物体との距離を時間の関数として表した グラフとして最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 さい a 距離 ① 距離 ② 距離 距離 ④ 1+1'1 1+1'1 1+1'1 1+1' 301 1 I 時間 時間 時間 時間 ( 13. センター本試 [物理Ⅰ] 改)

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物理 高校生

物理基礎です 68は物体の重さを用いて計算しないのに、69は物体の重さを用いて計算するのですか?

66 [仕事) 図に示すように, 物体が一定の力を受けて た力が物体にする仕事はいくらか。/3 =1.7 とする。 し A10N (2) 水 速 2.0N 5.0N B A 4.0m B A 6.5m A 3.0m [仕事 B 71 20N 1.5m 10m ァ10N 60 -3.0m A K.130° 30° A 4.0m B B 10N B A 2.0m 67[仕事] 質量1.0kgのレンガを,手でゆっくりと 0.50m持ち上げた。 重力加速度の大きさを10m/s° とする。 手がレンガに及ぼす力がした仕事はいくらか。 (2) 重力がレンガにした仕事はいくらか。 72 [摩 水 0.50m 1owls レンガ。 ぱー 摩 68 [仕事] なめらかな水平面上に重さ 5.0Nの物体を置き, 図のように 4.0Nの力を加えながら, 水平方向に10m移動させた。V3 =1.73 と (1 (2 する。 (1)人が加えた力が物体にした仕事はいくらか。 (2/重力が物体にした仕事はいくらか。 (3/面が物体に及ぼす力 (垂直抗力)がした仕事はいくらか。 (4) 物体がされた仕事の合計はいくらか。 (5)物体の重さを2倍にし、 同様に4.0Nの力を加えて, 水平方向に 10m移動させたとき、都 がされた仕事の合計は(4)の何倍になるか。 10m 73 た 69 (仕事] 右図のように, 水平面と 30° の角をなすなめらかな 斜面に沿って, 質量 10kgの物体をゆっくりと 10m引き上 げる。重力加速度の大きさを 10m/s° とする。 の物体を引く力F(N] はいくらか。 2) 物体を引く力F[N] がした仕事 W. J)はいくらか。 斜面が物体に及ぼす力 (垂直抗力)がした仕事 W2 [J] は いくらか。 重力が物体にした仕事 Ws (J] はいくらか。 10m 引く力F 30 かて今してか 青えよう! 3 第2章 エネ|ヤ 62って4った ロ ドD0

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