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V=AT+0 物理の計算について
物理の計算で分からないことがあり投稿しました。 V=AT+0でA=(M-m)g/M+mでT=√2(M+m)h/√(M-m)gを ATの部分に代入するのですが代入の仕方が分からず答え(V)にたどり着けません。V=√(2(M-m)gh/√M+m になります。どなたか計算の仕方を教えてください、 お願いします。
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お世話になります。 物理の問題です。わからないものがいくつかありますので質問させていただきます。どれかひとつでも良いのでご指導ください。 (1)「滑らかな水平面に置かれた質量mの物体が時間の関数としての力F=Atにより運動する。静止状態からT秒後の速度vを求めよ。」 私の考えは・・・ ma=F F=At より ma=At → a=At/m v=v0+at v0=0 より v=at これと a=At/m より v=At^2/m となったのですが答えは v=At^2/2m になっています。何がおかしいでしょうか? (2)「図に示すように、30度の傾きをもつ斜面の頂点に滑車を取り付け、この滑車にかけたひもの両端に質量m1の物体(斜面側)と質量m2のおもり(崖側)を取り付けたところ、物体は加速度2.35m/s^2で斜面を滑り落ちた。この装置のおもりm2にさらに質量12.5kgのおもりを付け加えたところ、物体の加速度は、前と同方向に1.45m/s^2となった。m1、m2を求めよ。ただし、ひもおよび滑車の質量と摩擦は無視できる。」 図は直角三角形(30°60°90°)の90°30°の面を下にしたような大の右端に滑車がついていて崖側にm2(崖と接触せず)、斜面側にm1が置いてあります。 私の考えは・・・(a,bは加速度 Tはひもの張力) おもりを加える前 m1について m1×a=m1×g-T m2について m2×a=T-m2×g おもりを加えた後 m1 m1×b=m1×g/2 -T' m2 m2×b=T'-(m2+12.5)×g この4つで計算したところ答えが合いませんでした。計算ミスはないと思うので方程式で間違いがありますでしょうか?答えは「m1=129kg,m2=27kg」です。 (3)「図に示すように、滑らかな水平面に、くさびABC((2)のようなものですが傾斜30度のところがθです)(質量m2)が置いてあり、くさびの斜面AB上を質量m1の物体が滑り降りる。すべたの摩擦は無視。くさびの加速度aを求めよ。」 私の考えは・・・ ma=F なので a=F/m Fを求めるとm1とm2の垂直抗力はm1cosθでその水平成分m1cosθsinθがFだと思ったので a=m1cosθsinθ/m と出したのですが 答えは[gm1sinθcosθ / m2+m1sin^2θ]でした。何が原因でしょうか?
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物理の質問です。 計算してもなかなか配布されている回答にたどりつけないので、 途中式を教えてください。 写真に準ずる問題です。 回答が合わないのは最後の問題なので、 それまでの答えは記載しておきます。 (1)1/2kl^2 (2)l√(k/m) (3)-μmgs (4)√(kl^2/m -2μgs) (5)√(V_1^2-2gh) (6)√(V_1^2-2gh)/2 (7)V_1^2/4g+h/2g ※( )は√の中にすべて入っているという意味です。 (6)は√の中に/2も入ってます。 写真の問題の(7)だけが答えが合いません。 できれば、書いた途中式を写真で回答していただけるとありがたいです。 こちら側も問題と答えを合わせて2枚もしくは合成で投稿しようと思ったのですが、 2枚は不可能、合成はファイルサイズの問題でできませんでした。 回答よろしくお願いします。
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(問題) 水平面に対して30°だけ傾いている高さhの滑らかな斜面がある。その頂点Aから質量mの小物体を手放したところ、物体は斜面を滑り落ちてB点(端)に達し、さらにその下の水面に角度60°で飛び込んだ。 水面からの高さはHとし、重力加速度をgとする (設問1) B点に達するまでの時間Tと垂直抗力N T=2√(2h/g) N=√3mg/2 (設問2) B点での速さv v=√2gh (設問3) B点から水面に飛び込むまでの時間tをh、gで表す。 t=√2h/√g (設問4) 水面からB点までの高さHをhであらわす。 H=2h 質問したいのは設問3からのものです。解答見たらすっきり書いてあり理解はできましたが、 自分の回答とは全く異なるものでした。 私は設問4を解いてから設問3に行こうと考え、解きました。が答えが合いません。 どこが違うのかわからず、すごくモヤモヤしています。 教えてください。お願いします。 以下に私の答案を示します。 B点での飛び出しの速さがV より鉛直成分の速度はvsin30°=v/2 鉛直方向は鉛直投げ下げ運動より、水面に着水するまでの時間をtとして H=vt/2+gt^2/2 ∴gt^2+vt-2H=0 解の公式を用いて、t=(-v+√(v^2+8gH))/2g …(1) 水平方向はv√3/2 で一定なので水平方向の到達距離xとすれば x=H/tan60° ∴x=H/√3 よってv√3/2 *t =x ∴ 3√2gh*√(2gh+8gH)=4gH+6gh 両辺二乗して整理すると、 16H^2-96hH=0 ∴H=6h 答え これを(1)に代入して t=・・・・・ とやろうとおもいました。 Hの値を間違えました。それがなぜかわからず困っています。今4回計算しなおしましたが同じ結果 です。 わかりましたら教えてください。お願いします。
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お礼
詳しい回答ありがとうございました。 分母の有理化までは分かったのですが 分子の方が思いつきませんでした 解ったのでこれですっきりしました。