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