19の(5)において、相対加速度に着目するというのに初見では個人的に絶対考えられないのですが、こういう場合どういう思考回路を持てばいいのでしょうか？(5)において少し解説もして欲しいです🙏

空気の抵抗力の係数んを求めよ。 (岐阜大 + 東京大) 19 基 なめらかな水平面 S, S2 と鉛直面 B vo S3 からなる段差のある固定台がある。 面S2 S1 上に,質量 M の直方体Aを面 S3 に接す るように置く。Aの上面はあらく,その高 さは面Sの高さに等しい。 質量mの小物 S3 A S2 体BとAの間の動摩擦係数をμとし、重力加速度をg とする。 いま, Bを初速 v で水平面上から,Aの上面中央を直進させたところ,A は運動をはじめ,ある時刻 to 以後,両物体の速さは等しくなった。 BがA上に達した時刻をt=0とする。 時刻to より以前の時刻 t におけ るBの速さは (1) で, A の速さは (2) である。 to は (3) で, そのときの速さは (4) である。 また, BがA上を進んだ距離は (5)である。 (岡山大)

(3)について AとBが衝突する時間の求め方が分かりません！物体Aは動くから A Bが衝突するのはx=-4よりは大きくなると思うのですがなぜx=-4で衝突するんですか？

問題 【03 -------- 相対速度・相対加速度 図1のように,一直線上で運動して いる物体AとBがある。 時刻t=0に おいて,物体AとBは4.0m離れてい て,v-tグラフ (図2)のような等加速 度直線運動をしていた。 ある時間後, 物体AとBは衝突した。 ただし, 速度 と加速度は右向きを正にとるものとす る。 有効数字2桁で答えよ。 速度 2 10 物体A -4.0m- 図1 物体A 物理基礎 物体B [m/s] 物体B -1 (I) 時刻 t = 0 において, 物体Aに対 するBの相対速度はいくらか。 -20 1 2 経過時間t[s] (2)物体AがBに衝突するまでの物 図2v-tグラフ 体Aに対するBの相対加速度はいくらか。 (3)物体AとBが衝突するまでの時間はいくらか。 (4)物体AとBが衝突する直前の相対速度の大きさはいくらか。 <弘前大〉 運動している観測者から見た物体の運動を相対運動という。 解説) (I)「Aに対するBの相対速度」とは,「Aから見たBの速度」 すなわち「Aと一緒に運動する観測者から見たBの速度」のことである。 相対速度 公式 (Aに対するBの相対速度) = (Bの速度)(Aの速度) Aが基準 wwwwwwwww 基準を引く の速度はv=1.0 [m/s] である。 よって, 求める相対速度vAB [m/s] は, 図2のv-tグラフより, 時刻 0において, Aの速度はAO[m/s], B DAB=UB-UA = 1.0-0=1.0(m/s) (2)速度と同じく。 加速度も相対加速度を考えることができる。

(2)のX(t)＝0ってどっから出てきたんですか？

A 1. 〈斜方投射と相対運動〉 6/16 一定の速さ Voで鉛直方向上向きに上昇している気球がある。 気球に乗っている人の手の 高さが地上から高さんの所で,この気球から見て小物体を初速度の大きさで手から水平 に投げた。小物体が投げられた時刻をt=0s 投げた手の真下の地表を原点とし,鉛直方 向上向きを正としてy軸をとり、水平方向で小物体が投げられた向きを正としてx軸をとり, 重力加速度の大きさを」とし、気球は回転しないものとし、空気抵抗は無視できるとする。 (1)地表から見た, 小物体の位置のx成分 x(t) を求めよ。 (2) 気球に乗っている人は小物体を投げた手の位置を変えずに小物体を観察する。その手の 位置を基準(新たな原点 0))として小物体を見た場合の, 小物体の位置のx成分x(t) を求 めよ。 (3)地表から見た, 小物体の位置のy成分y(t) を求めよ。 (4) 気球に乗っている人が小物体を投げた手の位置を基準(原点O')として鉛直方向上向きを 正とする新たなy'′ 座標軸を考える。 その座標軸 y' は気球に乗っている人には静止してい る。この場合の, その座標軸y' を用いて表した小物体の位置のy′成分y' (t) を求めよ。 (5)地上から見てこの小物体が最高点に達した高さを、気球に乗っている人が見たときにど のようになるか。 (4)で用いたy' 座標軸の位置 y' としてその位置を表せ。

（3）がわからないです

【例題6】 〈自由落下運動と相対運動> 点 0 から小球 A を自由落下させ, その to [s] 後に小球Bを点Oから鉛直下向きに初速度 vo [m/s]で投げ下ろした。 点0を原点とし、鉛直下向きに軸を取るものとし, 重力加速度の大 きさを g [m/s2] とする。 以下の問いに答えよ。 (1) B を投げた瞬間のAの速度および座標を求めよ。 (2)B を投げてから t [s] 後の A, B のそれぞれの速度および座標を求めよ。 また、この瞬間のA に対するBの相対速度を求めよ。 (3)BがAに追い付くために必要な の条件を求めよ。 またこの条件が成り立つとき, B を投げ てからAに追い付くまでに必要な時間を求めよ。

(3)の青ペンのところがわかりません。 どうして変位を-4mとして解くのですか

問題 03 相対速度・ 相対加速度 第1章力学 物理基礎 公式 相対加速度 wwwww (Aに対するBの相対加速度)(Bの加速度) (Aの加速度) \ www Aが基準 www 基準を引く 図2のv-tグラフの傾きから, Aの加速度は1.0[m/s], Bの加速度 はαB=2.0〔m/s2] と読み取れるので, 求める相対加速度4AB 〔m/s2] は. aAB = AB-AA= -2.0-1.0=-3.0[m/s2] (3)(1),(2),Aに対するBの相対速度, 相対加速度を求めた。 これより, 時 刻 t = 0 におけるAに対するBの運動のようすを図示すると、下図のように なる。 図1のように,一直線上で運動して いる物体AとBがある。 時刻t=0に おいて,物体AとBは4.0m離れてい て, v-tグラフ (図2) のような等加速 度直線運動をしていた。 ある時間後, 物体AとBは衝突した。 ただし,速度 と加速度は右向きを正にとるものとす る。 有効数字2桁で答えよ。 速度 物体A 0- -4.0m- 図1 2 速 1 物体A 0 V [m/s] 物体B (1)時刻 t = 0 において, 物体Aに対 するBの相対速度はいくらか。 物体B 0 (2) 物体AがBに衝突するまでの物 体Aに対するBの相対加速度はいくらか。 (3) 物体AとBが衝突するまでの時間はいくらか。 0 1 2 経過時間[s] <t=0のとき> 図2 v-tグラフ A (静止) f[s]と同じである。s=uot + 1/2atより、 13.0m/s2 B 1.0m/s - x(m) (4) 物体AとBが衝突する直前の相対速度の大きさはいくらか。 -4.0 0 <弘前大 > はじめのBの位置をx=0[m] とし, 右向きを正とすると, はじめのAの 位置はx=4.0 〔m〕 になる。 (3)で求める時間は, 初速度をv1.0 [m/s], 加速度をa=3.0[m/s2] として, 変位s=4.0[m] となるまでの時間 d₁o 1 -4.0 = 1.0.++ ( (-3.0) t2 2 相対速度 (3t+4) (t-2)=0 これより=-1/3.2 t= 運動している観測者から見た物体の運動を相対運動という。 (解説) (I)「Aに対するBの相対速度」とは, 「Aから見たBの速度」 すなわち「Aと一緒に運動する観測者から見たBの速度」のことである。 公式 (Aに対するBの相対速度)= (Bの速度)(Aの速度) ww Aが基準 wwwwwww 基準を引く 図2のv-tグラフより 時刻t=0において, Aの速度はv=0[m/s], B の速度はv=1.0 [m/s] である。 よって, 求める相対速度 VAB [m/s] は, VAB=UB-VA=1.0-0=1.0[m/s] (2)速度と同じく, 加速度も相対加速度を考えることができる。 この式 (tについての2次方程式) を解くと, t>0なので,t=2= 2.0[s] を選べばよい。 (4) 衝突する直前の相対速度vAB 〔m/s] は,v=vo + atより よって, VAB'=-5.0[m/s] 求める相対速度の 「大きさ」 は, 5.0m/sである。 UAB′ = 1.0+(-3.0) 2.0 (1) 1.0m/s (2)- -3.0m/s2 (3)2.0s (4)5.0m/s 1. 速度 加速度 11

問5相対速度の問題で、解答にある相対速度が表されてる図が何故そうなるのか教えて頂きたいです。 相対速度を考えるときの図の書き方も教えて頂きたいです。 回答よろしくお願いします🙇🏻‍♀️

物理 次に,AさんとBさんは、発射台が水平面に固定されていない場合の現象につ いて考察している。ただし、図3のとは正しくは描かれていない。 Aさん: 発射台が水平面上をなめらかに運動できるとき, 図3のように発射台から 見て水平方向から45°の方向に小球を打ち出すと, 小球が水平面に衝突す る直前の速度方向と水平面のなす角度が 45° とは異なるよ。 Bさん:小球を打ち出したときの反動で,発射台が動いてしまうのが原因だね。小 球が水平面に衝突する直前の速さをひとして考えてみよう。 打ち出した直後 落下する直前 小球 <45° 発射台 小球 水平面 水平面 問5 次の文章中の空欄 10 ものを,それぞれ直後の { 11 物理 に入れる式または語句として最も適当な } で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 Aさん:Φ=60°になるとき,小球を打ち出した直後の,発射台に対する小球 の速さ”はどうなるだろう。 Bさん:発射台に対する小球の相対運動を考えると求められるよ。小球を打ち 出した後の台の速さをVとすると, v= 10 0 √2(V) ② √2V+ 2(+12/20) ③√√2 (V-v') ④ √2 (V+α) となるよ。 Aさん:一方で,発射台の質量が小球の質量より十分大きいときは ① 0°に近い値 11' 図 3 問4 小球を打ち出した後の発射台の速さはいくらか。 最も適当なものを,次の① ⑥のうちから一つ選べ。 ただし, 発射台の質量をM, 小球の質量をとす る。 9 mv'sin 45° mv'cos 45° mu'sino M M M mv'cos o M 2mv'sin 2mv'coso M M 11 ② 45°に近い値になるよね。 ③ 90°に近い値

慣性力=相対加速度という認識であっていますか？

この問題の解説をして欲しいです。途中式や計算方法を教えて欲しいです。お願いします。

6 質量1.4kgの台Aがなめらかで水平な床の上に 置かれている。この台Aの上面に、 質量 0.60kg の小物体Bが上面と同じ高さの水平面から乗り移 った。 小物体Bが台Aの上面を動きだすと同時 に, 台Aも床の上を動きだし,やがて, 小物体Bと台Aは一体となって動き続けたとす る。 乗り移った瞬間の小物体Bの速さを0.70m/s, 台Aの上面と小物体Bとの間の動摩 擦係数を0.25,重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 一体となった後の小物体Bと台Aの速さV [m/s] を求めよ。 (2) 一体になるまでに小物体Bが失った運動量の大きさは,動摩擦力が小物体Bに与 えた力積の大きさに等しい。 このことを用いて, 小物体Bが台A に乗り移ってから 一体になるまでの時間 4t [s] を求めよ。 B0.70m/s T 6.6g LA

1問目の答え合わせがしたいです。 教えて頂けたら幸いです！

【相対運動】 ただし,重力加速度をg (=9.81m/s²) とする. 問1 図1のような時計回りに角速度で回転している大円板の上に,さらに回転することができ る小円板がつけられている. 小円板はモーターのスイッチを入れることで回転させることができる. モーターのスイッチを入れて, 小円板を大円板に対して時計回りにの角速度で回転させた. 図の 位置に来たときの, P点の加速度 αx, ay を求めよ. 問2 対気速度 230km/h の小形飛行機が, 東へ機首を向けて飛ぶと北へ 15° 経路が傾き, 南へ機首を 向けると西へ 17°経路が傾く. 風の方向と風速を求めよ. 問3 西暦 23XX年、人類は巨大な円筒状のスペースコロニーを宇宙空間に建設し生活している. コ ロニーは一定の角速度で回転しており, 内壁部では地上と同じ重力加速度が発生している. ここで生 まれた太郎君は,自分の住んでいるコロニーの半径が知りたくなり,以下の実験を行った. 実験 : 床に目印を描き,そこから真上1mの高さからビー玉を落とす. 実験の結果, ビー玉はコリオリカのため、床の目印から1.60cm ずれて着地した. このコロニーの 半径を求めよ. 問4 問3の太郎君が, ボールを真上に投げたところ, ちょうど4秒後に地上に落ちてきた.このと き, ボールの落下地点はコリオリ力により、 投げた場所とずれていた. 何m ずれているか求めよ. ただし, コロニーの半径はボールを投げ上げた高さに比べて十分に大きく, 風や空気抵抗などの影響 はないものとする. 問5 図2のような半径上に溝を掘った円板がある. いま, 時刻 0おいて,この円板の中心から外側 に向かって, ある物体が溝の上を一定の速度Vで移動し始め,また, 円板も止まった状態から一定 の角加速度αで回転し始めたとき, この物体の加速度 ar, aeを時間の関数として求めよ. 問6 図3のように半径3000mのカーブを時速270km/h の一定速度で走っている列車がある. この 列車の座席に座っているA君が, 幅 1m のテーブルを出して, その上に小球を置いたところ, 静かに 転がり始めた.このとき, t秒後の方向および, 方向の速度をtの関数として求めよ. 図 1 図 2 3000m A君 _270km/h 1 図 3 点O 進行方向 1m A君 テーブル

物理です． 2番と4番を教えてください。 よろしくお願いします

応用物理II R4:課題1(担当:挽野真一) 間1 図1に示したように、バネ定数kの2つのパネ につながれた質量 m のおもりが床と接している場 合を考える。おもりがつり合いの位置から x だけ ずれたとする。原点0をつり合いの位置とすると 点0からxだけずれたとき、おもりと床との間の 摩擦力を無視するとして以下の問いに答えよ。 imm X 0 図1 バネ定数 kの2つのパネに質量 mのおも りがついている。. (1) おもりの運動方程式を立てよ。 (2) (1)の運動方程式の一般解を求めよ。 (3) 初期条件として、時刻1=0 のとき、x(0) = 0, dx =%を満たす解を求めよ。 問2 図のように、パネ定数kのバネに質量 m のおもりをつけた。バネが つり合いの位置にあるとき、おもりの位置は yo であった。おもりの位 置がyになるまで下に引っ張って、おもりを静かに放した。以下の問い に答えよ。ただし、重力加速度をg、空気抵抗は無視できるものとする。 (1) おもりの運動方程式を立てよ。 (2) (1)で立てた運動方程式の一般解を求めよ。 (3) おもりの速度がゼロとなる時刻を求めよ。 Yo y 問3 直線状に2つの同じ原子が結合している水素 H2 分子の振動現象を考える。ここでは、簡単のた め原子間の結合はバネ定数kのバネで結合されているとし、水素の質量を m として以下の問いに 答えよ。重力の影響は無視してよい。 (1) 図に示すように各原子が変位しているとして、各原子の運動方程式を立てよ。 (2) (1)で立てた運動方程式から分子の角振動数を求めよ。ただし、分子の重心は静止しているとし てよい。ヒント:原子間の相対運動を記述する運動方程 式に変形すると単振動の式と同じになる。 (3) エネルギー等分配則によって、温度 T の熱エネルギ ーkT/2 が振動のエネルギーになっているとして、その時 の振幅を求めよ。 水素 水素 imó X。 図、水素分子の古典モデル。 間4 質量mの質点がx軸方向に保存力Fを受けて運動するとき、質点の運動方程式は mx= F と与えられる。この運動方程式から力学的エネルギーが保存することを示せ。 00 m