なぜ1/4周期なのかわかりません教えてください

で x 20 60 第2問 次の文章 (A・B) を読み、下の問い (問1~5) に答えよ。 (配点 28) フィールドでA,Bの2人の選手がラグビーの練習をしている。 このときの ボールの運動をモデル化して考えてみよう。 A まずパスにおける運動について考える。 9月1 図1のように,Aは速さで東向きに走りながらボールを投げたところ, ボー ルは西から60° 北の向きに、地面に対して水平の速さで進んだ。 ボールや人の大きさと空気抵抗は無視できるものとする。 なお、図中の矢印の 長さは,速さを正確に表したものではない。 北 4 西 東 ボール 20 地面に対するボールの速さ VA 2 m.2v=m+M)-V V=2mv ボールと手が一体となった直後の速さを表す式として正しいものを、次の M+M ①~⑥のうちから一つ選べ。 7 m ① M+m ② 2m M+m 1 © M M+m V 2M ④ v ⑤ M m M+m M+2m 0 6 P M+2m 次に、図3のように手とボールが一体となった直後に、腕が手に力Fを距離x移 動するまでのあいだ加え続けてボールを静止させた。 この運動について以下の2通 りの力の加え方で静止させたとき,どのような違いができるか考える。なお,ポー ルと手が一体となった直後の速さをしとし、力はボールの進行方向と反対の向き に加え続け、手とボールはボールの進行方向と同じ向きに移動したものとする。 ボール x Los 60% 122 20 60 60° 図1 A Aの速さ 2-2 図3 問1 Aがボールを投げた瞬間のAに対するボールの相対速度Aから見たボール の速度)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 ひ 4√√3v ひーひ 6 1 ① 2 v. ⑤ V50 6 √√7v ⑦3v 図2のように2の速さで移動した質量mのボールは,Bの静止した質量Mの手 と完全非弾性衝突をして一体となった。 図4図5は, 方法1と方法2におけるFとxの関係をグラフに表したものである。 【方法1】 図4のように、一定の大きさの力を0xx のあいだ加えてボール を静止させた。 【方法2】 図5のように, xに比例した大きさの力を0から2fまで, 0≦x≦xの あいだ加えてボールを静止させた。 F 2f F 2v *101 ボール 図2 物理 5 手M 図 4 (m) V 8 物理-6 図5 物 理

（4）についてです。 重力による位置エネルギーは考慮しないんですか？

第1問 図1-1のように傾き00<0<)の斜面をもち,断面が直角三角形で 質量 Mの台があり,水平な床に置かれている。斜面の下端にはばね定数kのばねの 一端が固定され,他端には質量mの小球Pが固定されている。 ばねは最大傾斜の 方向で伸縮し,小球Pは斜面に接触しながら図の鉛直面内で運動する。 はじめは, ばねが だけ縮んだ状態で小球Pと台は静止している。 摩擦 空気抵抗, ばねの質量, 小球の大きさは無視し,重力加速度を 」 とする。 台を床に固定し,図1-2のように小球Qを静止している小球Pから斜面 に沿ってlだけ上の斜面上の位置で静かに放すと, 小球Qは小球Pと衝突した直 後に静止した。小球Pと小球Qの運動は図の鉛直面内で生じ,衝突は反発係数 e の非弾性衝突とする。 (1)1回目の衝突直前の小球 Qの速さを とする。 1回目の衝突直後の小球Pの 速さを voe を用いて表せ。 (2) 小球Qの質量を求めよ。 (3)1回目の衝突後, 小球P が初めて静止した瞬間に2回目の衝突が生じるための eを求めよ。 ただし,m, g, k, lなどの次元をもつ量を用いずに答えよ。 (4) 小球Qを質量mの小球Rに変えて同じ実験をすると, 小球Pと小球Rは 完全非弾性衝突をし,その後,離れることなく運動した。 ばねの縮みの最大値 m を l を用いて表せ。 2

(1)(2)の衝突前後での力学的エネルギーの変化はどのように書くんですか？

14 Temis 60ER (C) (\nds (1) 21. 弾性衝突と完全非弾性衝突 なめらかな水平面上で静止している質量m 40. の小球Bに,質量mの小球Aを速さ vo で衝突させる。 図の右向きを正の向きとする。 Vo 例題 15 B (1) 衝突が弾性衝突の場合について, 衝突後の小球Aの速度vA と小球Bの速度 UB を求めよ。 また, 衝突前後での 力学的エネルギーの変化を求めよ。 (2) 衝突が完全非弾性衝突の場合について, 衝突後の小球Aの速度vA と小球Bの速度 UB を求めよ。 また, 衝突前 後での力学的エネルギーの変化を求めよ。 bar=02 15 b (1) UA: UB: be 変化: a81-0 (2) VA: UB: 変化: 例題 15

式の解説お願いします🙇‍♀️

は減少する。 答 衝突前後での運動量保存則 「mi+m2v=mvi'+m20z'」より mv=mva+muB 衝突前 それ以外の衝突( よって vo= VA+UB 反発係数の式 「e=- V₁' - vá 12」より V1-V2 VA UB e= m12.0+402,0x0-0 よって evo=UA+UB ① ②式より 1-e 1+e VA= -Vo, UB Vo 2 2 Vo A B ①衝突後 VA (A) UB (B) MX8....... m18.0 かないので 物体が (1) 弾性衝突の場合は e=1 より UA = 0, UB=vo 衝突前後での力学的エネルギーの変化は ある。これに同うと、 る。 (1/2mon2+1/21m²)12mm=0+/12mm12mw=0 vo ② 参 衝突前後での力学的エネルギーの変化は (2) 完全非弾性衝突の場合はe=0 より UA Vo (0) 弾性衝 Vo 2 UB 衝突後の 1 (mv²² + 11 m²²) = | mv³²= 1 m (20)² + 1 m (20) ² — — mv² 2 VB 2 2 なる(合 3 ので すなわち = (1 + 1 − 1 ) × mer² = − 1 + m² 3 |xmvo=- 4 は減少

ここの解説お願いします🙇‍♀️

学的エネルギーは減少する。 こは、力学的エネルギーは保存される。 それ以外の衝突 (0 答 衝突前後での運動量保存則 衝突前 「mi+m202=mvi'+m20z'」 より Vo (A) B mv=mva+muB さ よって vo= VA+UB ・①衝突後 VA UB 反発係数の式 「e=_U''-02' A) (B) 」より V1-V2 VA UB e=- よって evo-vA+UB 18.000x200 ***...... m 1-e 1+e ①,②式より VA== 2 Vo, UB= D -Vo 2 (1) 弾性衝突の場合はe=1 より UA = 0, UB=Vo 衝突前後での力学的エネルギーの変化は 1 ちかないので、 物体が弾 ある。これに うと、互 (1/12mon+1/21m²)-1/21m²=0+1/2mw-12m2=0 mv. (2) 完全非弾性衝突の場合はe=0 より UA= Vo Vo 2 UB= = 2 (0) 衝突前後での力学的エネルギーの変化は (一 Vo Vo mvo (1/2mu+1/21m²)-1/2m²=1/2m(1/2)+1/2m(1/2)-1/2m² 1 参考 弾性衝突 衝突後の なる(合 3 注 ので,答 すなわち、 8 8 2 (+)× mu 3 xmvo は減少す m vo

力学的エネルギーの式の1、2番にどちらともある-1/2mv0^2はどういう意味なのでしょうか？

143 弾性衝突と完全非弾性衝突 なめらかな水平面上で 静止している質量mの小球Bに,質量mの小球Aを速さ v で Vo B ① 衝突させる。 図の右向きを正の向きとする。 Vm m m (1) 衝突が弾性衝突の場合について, 衝突後の小球Aの速度vAと小球Bの速度vB を求 めよ。また,衝突前後での力学的エネルギーの変化を求めよ。 (2)衝突が完全非弾性衝突の場合について, 衝突後の小球Aの速度 vA と小球Bの速度 UB を求めよ。 また, 衝突前後での力学的エネルギーの変化を求めよ。 例題 32 T

なぜ、⑴だと力学的エネルギーは0Jで、⑵は力学的エネルギーが発生するんですか？💦

100 221 衝突と力学的エネルギー 一直線上で,右向きに A 速さ 2.0m/sで運動する物体Aが, 左向きに速さ 4.0m/s で運動する物体Bに衝突した。 A. B の質量はともに 3.0kg である。 (1) 弾性衝突(反発係数が1) のとき, 衝突後の A, B の速度の向きと大きさをそれぞ o'rs TAS leka? 2.0m/s 4.0m/s 3.0kg B 3.0kg 30 $808.JES HOO れ求めよ。 また, この衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。 (2) 完全非弾性衝突 (反発係数が0)のとき, 衝突後の A, B の速度の向きと大きさを それぞれ求めよ。 また, この衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。

問4で解き方はわかったのですが、自分で置いたvを消去する方法を教えてください。

22 2022年度 物理 物理 (1科目: 60分 2科目 : 120分) Ⅰ 図1のようになめらかな水平面上で質量mの小球Aと質量mの小球Bが 同じ速さでx軸からの角度45°で進み、座標の原点で衝突した。衝突後,小球 A は角度の向きに速さで進み、小球Bは角度0g の向きに速さひBで進んだ。 ただし、0はx軸から反時計回りを正とし, 0g は x軸から時計回りを正とする。 また、小球Aと小球Bが衝突するとき互いに受ける力はy軸方向であった。以下 の間1~4に答えなさい。なお,問3と問4は、解答の導出過程も示しなさい。問 題の解答に必要な物理量があれば、それらを表す記号は全て各自が定義して解答欄 に明示しなさい。 (配点25点) 問1 衝突前の二つの小球の運動量の和のx成分とy成分を含む式で答えな さい。また、衝突後の二つの小球の運動量の和のx成分と成分を角度0A, 0g を含む式で答えなさい｡ 2 衝突後の二つの小球の運動量の和のx成分と成分をvo を用いて答えなさ い｡ 3 この衝突が完全弾性衝突である場合に, tan by を ma.mB のみを含む式で表 しなさい｡ 問4 次に、小球Aと小球Bが完全非弾性衝突により一体となった場合を考え る。この場合,小球Aと小球Bの運動エネルギーの和が, 衝突の前後でどれ だけ変化するか, m, MB, Vo のみを含む式で表しなさい。 II #1 問 小球 A Vo Vo 小球 B 電場の向きがわかる 45° 45° 小球 A 図 1 Or 0B 小球 B UA VB 】1~5に答 2022年度 物理 23 さい。 なお、 問3~5 あれば、 を を含 また,図中に

【3】を求める時に、なぜ、波線で引いた発想がでてくるのですか？詳しく説明教えてください。

図5-12 2 図のように長さの糸に結ばれた質 量mの小球Aが水平面から高さの 位置にあり、点〇の真下の水平面上には質 量mの小球Bが静止している。小球Aを 初速度0で静かにはなし、小球Bと衝突さ せる。重力加速度の大きさを」とする。 (1) AとBが完全弾性衝突をするとき,衝 突直後のAとBの速さを求めよ。 (2) AとBが完全非弾性衝突をするとき, AとBは一体となって振り 子運動をする。AとBは水平面からどれだけの高さまで上がるか。 (3) (2)の場合に、衝突によって失われた力学的エネルギーはいくらか。 A (m) B (m)

なぜ、この問題において運動量保存の法則が使えるのですか？ 詳しく説明教えてください！

104 図のように長さの糸に結ばれた質 2 量mの小球Aが水平面から高さしの 位置にあり、点〇の真下の水平面上には質 量mの小球が静止している。小球Aを 初速度0で静かにはなし 小球Bと衝突さ せる。重力加速度の大きさを」とする。 (1) AとBが完全弾性衝突をするとき,衝 突直後のAとBの速さを求めよ。 着目!「完全弾性衝突」とは,は ねかえり係数が1の場合です (e=1) (図5-13)。10で当たって、10ではね かえってくるということです。 一方、「完全非弾性衝突」は、はね かえり係数が0という意味です(e= 図5-14) つまり はねかえって こないということですね。 物体が壁に 当たって、くっついて離れない状況を イメージしてください。 では解いてみ ましょう。 A (m) (2) AとBが完全非弾性衝突をするとき, AとBは一体となって振り 子運動をする。AとBは水平面からどれだけの高さまで上がるか。 (3)(2)の場合に,衝突によって失われた力学的エネルギーはいくらか。 橋元流で。 解く! 完全弾性衝突とは はねかえり係数=1 10 10 15-12 完全非弾性衝突とは はねかえり係数= 0 ベチャ! 図5-13 END 準備 小球Aは 円運動をしながら落ち, 最 下点で小球Bに当たりま す。 そのときの速さを求めましょう。 円運動の解きかたについては,第7講 で詳しくやりますので、いまは力学的エネルギー保存則が使えるというこ とだけ知っておいてください。 【P.136】 END 図5-1-