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。

（３）の問題なぜ僕のやり方では求められないのでしょうか？三枚目の写真に僕のやり方が書いてあります。

必修 基礎問 9/15 X 19 固定面との衝突 I Vo 図のように, 水平な床上の点0から前方にある鉛 直な壁に向けて 質量mの小球を初速 vo, 水平面 に対する角度αで投げ出した。 その小球は壁に垂 直に衝突した後,反発係数e (0<e<1) で, はね返 されて床に落下した。 投げ出した瞬間の時刻を t=0, 重力加速度の大きさを」として,以下の問いに答えよ。 ただし,投げ 出した点を原点とし, 座標軸 x-y を図のようにとるものとする。 (1) 小球が壁に衝突する時刻を求めよ。 (2) 原点から壁までの水平距離をVo, α,g を用いて表せ。 南立る (3) 小球が壁に衝突した位置の床からの高さんをl, αを用いて表せ。 (4) 壁と衝突した直後の小球の速度の成分をe, vo, a を用いて表せ。 (5)小球が壁から受けた力積の大きさI を me, vo, a を用いて表せ。 (6)小球が水平面に落下した時刻をを用いて表せ。 (7) 水平面上の落下点の壁からの距離をe, lを用いて表せ。 精 講 ■反発係数Ⅰ (固定面と物体の衝突の場合) 反発係数 (はね返り係数)e は, 衝突直前, 直後の固定面に垂直な速度成分, 'の大きさの比を表す。 2 (名城大) なめらかな床 u 反発係数: e=- (0 ≤e≤1) V 着眼点] 1. なめらかな固定面との衝突では,面に平行 な速度成分は変化しない (右図)。 v 2. e=1 の衝突を弾性衝突 (完全弾性衝突) といい, カ 学的エネルギーが保存される。 0≦e<1 の衝突を非弾性衝突といい、力学的 特に e=0 の衝突を完全非弾性 ●力と運動 衝突直前 u 衝突直後 変位 どってくる

(5)がどうして床から見た台の速さではなく台から見た速さを使っているのかわかりません。 （6）はエネルギー保存を使うと違う答えになりました。どうして使ってはいけないのでしょうか。 （1/2kd^2-μmgl＝0としてlについて解きました。）

【2024年 福岡大】 3 図のように, 段差がつけられているなめらかで P 水平な床 A-A' と B- B' がある。 床B-B'上には,床 A の段差と同じ高さで,質量 3mの直方体の台が,段差 A' 台 B B' のある面 A'-Bに接して置かれている。 また,床A-A'上には, ばね定数kのばねがあり,そ の一端をAの位置にある壁に固定してある。質量mの小物体Pをばねに押しあてて, ばねを自 然長から dだけ縮めた状態で静かに放した。 P はばねが自然長に戻ったときにばねから離れ, 床上をすべり A' を越えて台上に乗り移った。 Pが台上を動き出すと同時に台もB-B'上を動き 出し, やがて,P と台は一体となって運動した。 Pと台の上面との間の動摩擦係数をμ,重力加 速度の大きさを g,図の水平方向の右向きを正として,以下の問いに答えよ。 (1) A'での P の速さ Vはいくらか。 d, k, m を用いて表せ。 以下では,Pが台上に乗り移ってから台に対して静止するまでの間について考える。 (2)床に対するPの加速度はいくらか。 μg を用いて表せ。 (3) 床に対する台の加速度はいくらか。 μとg を用いて表せ。 (4) 台に対するPの加速度はいくらか。 μg を用いて表せ。 (5)Pが台上に乗り移ってから台に対して静止するまでの時間はいくらか。 μ,g,および A'で のPの速さVを用いて表せ。 (6)台上をすべった距離はいくらか。 μ,g, および A'でのPの速さ Vを用いて表せ。 (7) P が台に対して静止したときの台の速さはいくらか。 A'でのPの速さ Vを用いて表せ。 (8)P と台の上面との間の摩擦によって失われた力学的エネルギーはいくらか。 dとんを用いて 表せ。

高校物理基礎 122について、このような図の問題では、必ず加速度は下向きになるのですか？

だ条件として求めよ。 (広島国際大 改) [知識 →正の向き 122. 連結された物体 図のように、2本の 軽いロープで結ばれている同じ質量mの物 C B aA 知 7/23 体A, B, C は,同じ大きさの加速度で運動 している。 物体 B, C と水平面との間には摩 擦力がはたらき,動摩擦係数を0.35とする。 飛みる 題 127 重力加速度の大きさをgとし,滑車の質量は 無視できるとする。 180 かそく度 必ず (1)物体Bにはたらいている摩擦力の大きさを,m,g を用いて表せ。 木 (2) 物体の加速度の大きさ, およびAとBの間のロープ, BとCの間のロープの張力の 大きさを, それぞれ m, g を用いて表せ。 思考 (拓殖大改)

違った解法の検討です。正規のやり方(投下速度直線運動から加速度求める方法)は理解しているので大丈夫です 以降、糸に働く張力をT、物体Aの加速度をaA、物体Bの加速度をaBとします。 他の解法を考えた時、物体Aと物体Bに着目し運動方程式を2本たてる方法を思いつきました。そこで... 続きを読む

[知識] 130. 動滑車と運動方程式 質量mのおもりAと質量3mのおも りBを, 動滑車と定滑車にひもで図のようにつなげた。 おもりA, Bを同じ高さで静止させ, 静かにはなすと, それぞれ鉛直方向に 運動し始め, おもりBは降下した。 重力加速度の大きさをg とす る。また,ひもと滑車の質量は無視でき,摩擦はないものとする。 (1) おもりAの加速度の大きさを a, おもりBの加速度の大き さをα として, αA, αB の関係を式で示せ。 A O 天井 (2) おもり A,Bの運動方程式を用いて, aa, aB とひもの張力の大きさを求めよ。 (3) おもりをはなしてから,おもりBが距離んだけ降下するまでの時間はいくらか。 B (23. 香川大 改)

（2）の計算がよく分からないです

ここがポイント 方 42 鉛 小球は水平方向には初速度のx成分で等速直線運動し、 鉛直方向には初速度の成分で鉛直に投げ 上げられた等加速度直線運動 (加速度は-g) をする。 LLO 解答 (1) 小球は水平方向には速さ vocos の等速直線運動をする。 「x=vt」 のPosine Vo 式より 調書 16N 成分: IN L=vocoset 0 VO COS (2) 小球が壁に衝突するには, 壁に達したときに y>0 となる必要がある。 小球の初速度の鉛直成分は sin なので,鉛直投げ上げの式 「y=vot-12/2012」より L y=vosin0. 12/20( tocos20 (mocose)>0 L 整理して 2v' sincos0>gL 三角関数の公式 sin2a=2sin a cos/a を利用した。 gL 2 sin 20 (D) opty gL gL よってく! <Vo sin20 sin20 gL ここでv0 なので v> Vsin20 43 ここがポイント 弾丸が物体に命中するには, 弾丸がx=lに達したとき, 物体と弾丸のy座標が等しくなればよ

物理の等加速度直線運動です。 (１)の時刻の求め方の式がわかりません 教えてください。

16 等加速度直線運動の式 p.22~23 x軸上を速さ3.0m/sで等速直線運動をしていた物体が時刻 0s で 原点を通過した後, 一定の加速度 4.0m/sで速さを増していった。 (1)x=14mの位置を通過するときの時刻は何sか。 (2)x=14mの位置を通過するときの速度は何m/s か。 14=3.0mm 400xyz X= Vox + 297² 3.0 = 2.01²± 3.01 −14 115 120×+ = 14.0+ $ 20 6.0 16 (1) (2) (1) $40.8 (B)

（2）の①でcos180がどこからでてきたのかがわかりません。教えてください

ンで示 対策が 本書は 礎固め 本書 87 保存力以外の力が仕事をするときの運動 テスト必 傾斜角0の斜面で,高さんの点から質量m の小物体を滑らせたところ、 最下点まで等加 速度運動をした。 重力加速度の大きさをと する。 □ (1) 斜面がなめらかなとき, 最下点での物体 の速さを求めよ。 □ (2) 斜面が動摩擦係数μであらい面のときを考える。 ① 動摩擦力のした仕事はいくらか。 ②最下点での物体の速さを求めよ。 平 平木

「初速2m/sで等加速度運動をしt=4で速度が14m/sになった」とあるのですが、私は初速は向きがないもの、初速度は向きがあるものとして考えていたので、 14=±2+4a a=3,4 としたら間違っていました。解説には±がついておらずa=3が答えでした。 なぜ2に±... 続きを読む

物理の問題です。 カッコ4が、なぜ赤マーカーを引いた式を使うのかが分かりません。

(4)(3) の結果より, n回目の衝突直後の鉛直方向の速度は -e" √2gh, またn+1回目の衝突の直前の鉛直方向の 速度はe √2gh なので,鉛直下向きを正にとり, v=v₁+gt] } }) In= = 2gh -(-e" e"√2gh 2h =2en [s] g -e"√2gh I 2回目 e"√2gh n+1回目