• ベストアンサー
  • すぐに回答を!

物理

物理の問題です。 あまり得意ではない範囲で、考えても分からなくて困っています。 ぜひ教えてください。 出来るだけ丁寧に教えていただけると嬉しいです。 ( 1 )~( 10 )を埋めよ。 質量mの小さなおもりAを、長さLの軽くて伸びないひもの一端につけて次の実験を行う。重力加速度をgとする。 1.ひものもう一端に質量M(>m)のおもりBをつけてなめらかな床の上において、ひもがたるんだ状態でおもりAにv、おもりBにV(>v)の初速度を与えた。しばらくすると、ひもが伸びきった状態になるが、その直前と直後では、2つのおもりの相対速度の大きさは等しく、ひもを介した完全弾性衝突が起こることがわかった。ひもが伸び切った直後のおもりAの速さはv'=( 1 )、Bの速さはv'=( 2 )である。この結果より、Mを大きくしていくと、V'がVに近づいていくことがわかる。次に、おもりBをはずしてひもを手で一定速度V(>v)で引っ張り続けた。すると、ひもが伸びきった直後のおもりAの速さはv'=( 3 )×Vー( 4 )×vとなる。 2.おもりAを床の上においた状態から、手でひもの端を一定速度Vで鉛直上方に引っ張った。すると、ひもが伸びきった直後のおもりの速さは、( 5 )×Vとなる。その後、おもりがひもを引っ張っている手に追いつくための条件は、V≧( 6 )×√gLである。 3.おもりAとひもの端が同じ場所にある状態から、時刻t=0におもりを自由落下させると同時に、ひもの端をおもりの鉛直上方に一定速度√gLで引っ張った。すると、時刻t=( 7 )×√L/gにひもが伸びきり、その直後におもりの速さは( 8 )×√gLとなる。その後、( 9 )×√L/gだけの時間がたつと、おもりはひもを引っ張っている手に追いつく。そのときのおもりの速さは( 10 )×√gLである。 よろしくお願いします。

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 回答数2
  • 閲覧数1290
  • ありがとう数1

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • 回答No.2

>ひもが伸びきった直後のおもりの速さは、どうやって求めるのですか? 問1の後半と同じです。(まったく同じ値) >手でつりあげる速さは、ひもが伸びきった後もVですか? 問題の設定は、そういうことだと解釈しています。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

その他の回答 (1)

  • 回答No.1

1.運動量保存の法則で解きます。 運動量保存より v*m + V*M = v'*m + V'*M 相対速度の「大きさ」が変わらなかったので(ただし、糸でつながっている条件から、大小関係は逆) V-v = v'-V' これを連立して解けば V' v' が得られます 後半は、この場合でも相対速度の大きさが変わらない条件は同じなので、V'=V (同じ速さで引き続ける)から簡単に出ます。 2.糸が伸びきった直後は、前問後半と同じです。 その後は、手との相対速度で考えるとよいです。 おもりAは 加速度gで速度が減少していくので、手との相対速度が0になる前に糸の長さLだけ進めるための初速度v0(=v'-V)を L=v0t + 1/2*g*t^2 t=v0/g で計算し、これから必要なVを求めます。 3.考え方はこれまでと同じです。連立方程式の数が増えますが。。。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ありがとうございました!! ぜひ機会があれば、またお願いします。

質問者からの補足

2のところがよく分かりません。 ひもが伸びきった直後のおもりの速さは、どうやって求めるのですか? 運動量保存と相対速度を使って解くのですか? 手でつりあげる速さは、ひもが伸びきった後もVですか?

関連するQ&A

  • 高校物理の内容です。

    高校物理の内容です。 図1のように、ひもの端におもりを付けて回した。おもりは、半径r=1.5mの円周上を1秒間2周の割合で等速円運動している。おもりの質量はm=0.20kgとする。 (1)おもりの速さvを求めよ。 (2)おもりの加速度の大きさaを求めよ。 (3)ひもの張力の大きさTを求めよ。

  • 物理(慣性モーメント)について

    以下の問について解き方、考え方、過程を教えて下さい。 1.巻胴の半径r、質量mの物体に長さlのひもが 巻きつけられ、巻胴の中心からABだけ上方にひもの一端が 固定されている。この物体が静止の状態から落下させた場合、 ひもが解け終わる瞬間における巻胴の速度vを求めよ 回転軸はつねに水平を保つものとする。巻胴の中心を通る 慣性モーメントをIとする。 (Ans. ) v = √((2m(r^2)gl)/(m(r^2) + I)) α:角加速度 t:ひもの張力 mg - t = ma F r = Iα= m(r^2)α/2 a = rα より、F = mg /3 a = 2g/3 と求まりましたがこれ以降の解き方が分かりません。 できれば答えまでの式の過程も教えて下さい。

  • 物理  力学

    とりあえず問題と答えを・・・ 「図に示すように、定滑車にひもをかけその両端に質量m1=11kg、m2=9kgのおもりをつける。この滑車に力F=196Nを作用させ上方に引きあ上げるとき、おもりに生じる加速度を求めよ。ただし、ひもおよび滑車の質量、摩擦は無視できるものとし、重力加速度はg=9.8とする。また問図におけるあa1は定滑車に対するおもりの相対化速度を示し、a2は装置全体の加速度である。」 図は、滑車があり、右におもり1、左におもり2がかけられ、おもり2からおもり1の向きに a1 、滑車上向きに a2 と書かれています。滑車は上方にFで引かれています。 答えは「a1=0.990,a2=0.0990,おもり1:0.891下方,おもり2:1.09上方(単位はすべてm/s^2)」 私が立てた式は m2×a1=T-m2×g-m2×a2 m1×a1=m1×g+m1×a2-T (m1+m2)×a2=F-(m1+m2)×g で計算したのですがa1の答えが0.98になってしまいました。 よく考えるとm2とm1をたすと20kgで×9.8で196Nですよね? なんで上方に196Nで引っ張ると加速するのでしょうか?その場で停止してるだけのような気がしますが;。 教えてください。

  • 物理教えてください;;

    質量mのジェットコースターが高さhAからhBまで動くとき、重力のする仕事を求めよ。重力加速度の大きさをgとする。 質量mの小球を初速度v0で鉛直に投げ上げる。高さyのところでの速さをv、重力加速度の大きさをgとして、力学的エネルギーが一定であることを表す式を立てよ。 また、その式から最高点の高さhを求めよ。 ばね定数25N/mのばねの上端を固定し、下端に質量mのおもりをとりつけると、ばねは自然の長さからa(m)だけのびてつりあった。 この状態から、速さ1.0m/sでおもりを下向きにはじいたところ、ばねはさらにx(m)だけ伸びた。 a,x(m)を求めよ。

  • 物理学(運動方程式)

    この問題の解き方を教えて下さい。よろしくお願いします。 あるロケットが相対速度u0で単位時間あたり質量μの燃料を噴射して上昇している。 ロケットの燃料噴射前の質量をm0、初速度をv0 = 0とする。 このとき時刻tにおける速度を求めよ。 答え・・・ u0 log (m0 /( m0 - μt)) - gt 上方を正として、 噴射前:p(t) = m0 v 噴射後:p(t+Δt) = (m0 - μΔt)*(v + Δv) + μΔt (v - u0) f = -mg ここまでは合ってると思うのですが、運動方程式の立て方が分かりません。

  • 物理の問題

    図に示すように、長さlの糸の端に質量mのおもりをつけた単振り子を、鉛直方向と角θをなす位置から静かに放す時、最下点でのおもりの速さvを求めよ。 解説お願いします

  • 物理学(おもり、滑車)について

    下記の問題の解き方、できれば答えまでの過程も教えて下さい。 1.下図左に示すように、滑車にかけたひもの両端に皿をつけ、一方の皿に 質量mのおもりA、Bを重ねてのせ、他方の皿に質量mのおもりCをのせた装置がある。 おもりAB間に働く力Rを求めよ。但し、ひも、皿、滑車の質量と摩擦は無視出来るものとする。 (答え:R = (2/3)mg) 2.下図右に示すように定滑車にひもをかけその両端にm1=11kg、m2=9kgのおもりをつける。 この滑車に力F=196Nを作用させ上方に引き上げるとき、おもりに生じる加速度を求めよ。 ひも、及び滑車の質量、摩擦は無視出来るものとし、重力加速度gは9.8m/s^2とする。 また下図における 加速度a1は定滑車に対するおもりの相対加速度を示し、a2は装置全体の 加速度である。 (答え:a1=0.990m/s^2, a2=0.0990m/s^2, おもり1:0.891m/s^2 下方, おもり2:1.09m/s^2 上方) (自分の解いたやりかた) 1.おもりA:ma = mg - R・・・(1) B:ma = mg - R・・・(2) C:ma = R - mg・・・(3) (1)+(2)+(3) 3ma = mg - R 2. 全体:(m1+m2)a2 = F + 2T - (m1 + m2)g それぞれのおもり:m1a1 = m1g - T m2a2 = T - m2g

  • 高校物理

    速さV0で進む質量Mのロケットから質量mのガスを後方に噴射したところロケットから見てガスはuの速さで遠ざかった 噴射後のロケット(質量M-m)の速さVはいくらか 相対速度とかあってややこしくわかりません… 何度も補足質問するかもしれませんが教えてください!

  • 物理(力学)

    水平な机の上に力学台車をおき、これに糸をつけて机の端の滑車にかけ、糸の端に質量0.20kgのおもりをつるす。 はじめ、おもりが床から0.70mの高さのところにあるように台車を押さえ、静かにはなしたら、おもりは1.0秒後に床に当たった。重力加速度の大きさを9.8m/s^2とし、糸の質量、台車と机との間の摩擦、糸と滑車との間の摩擦を無視する。 (1)おもりが下降する加速度の大きさは何m/s^2か。 (2)台車の質量は何kgか。 ↑(1)がどうやってもとけないですorz 誰か、解き方を教えてくれたら嬉しいです(・o・)ノ

  • 物体の最高点

    質量Mの物体に下に質量mの物体をひもでつるして、 鉛直上向きに一定の力を加えて等加速度運動させた。 これが初速度0で地上から鉛直上向きに動き始めてから 時刻t=t1のとき速さv=v1、質量mの物体の高さは地上から hだった。(t=t1のときひもが切れた) このときの質量mの最高高点の高さをh、g、v1を用いて 表わしたいのですが、どうやれば表わせるか教えてください。