良問の風 21 解説
解答欄 最も基本的な力学的エネルギー保存則の問題。外とのエネルギーのやり取りはないのでAからEまでずっと力学的エネルギー(運動エネルギー+位置エネルギー)は同じに保たれます。 (3)以降は普通に運動方程式で動きを見てもい…
良問の風、名問の森の解説
解答欄 最も基本的な力学的エネルギー保存則の問題。外とのエネルギーのやり取りはないのでAからEまでずっと力学的エネルギー(運動エネルギー+位置エネルギー)は同じに保たれます。 (3)以降は普通に運動方程式で動きを見てもい…
解答欄 解説紐の移動の関係からBの変位はAの変位の2倍になる。これを拘束条件とよびます。これを時間微分するとBの速度はAの速度の2倍になります。変位が2倍となる動きをするので動き(速度)も2倍になりそうだというのは感覚的…
解答欄 解説 斜面にとりつけたバネの問題。運動方程式をたてて単振動の問題として解くこともできるが、時間等は問われていないため、力学的エネルギー保存を用いた方が早い。動き出す前の状態($x=0$)と一番下まで下った状態($…
解答欄 (1)から(3)は衝突の問題、(4)は坂の上り下りの問題です。 衝突は運動量保存の式と衝突係数の式を連立させるオーソドックスな問題。(2)は点Pが受ける力積であり、左方向になるため答えはマイナスになることに注意。…
解答欄 典型的な糸につるした物体の問題。 力学的エネルギーが保存する場面と運動量が保存する場面をそれぞれ考えます。 (ⅰ)から(ⅱ)は外部に重力以外は物体に仕事をしないため、力学的エネルギーが保存します。(重力がした仕…
解答欄 解説 (1)は単純で、エネルギーが位置エネルギー→運動エネルギー→熱エネルギー(摩擦による運動エネルギーの消失)といった具合に変化しています。ちなみに運動量は保存しません。固定具が力積を及ぼしているためです。 (…