ベストアンサー 力学について教えてください 2009/08/01 12:20 空中でmの質量の筒から玉、質量Mを速度Vで発射したとき筒はどれくらいの速度で後退しますか? 解き方のアドバイスをください。 みんなの回答 (2) 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー info22 ベストアンサー率55% (2225/4034) 2009/08/01 12:52 回答No.2 質点系の運動量保存則を使えばいいかと思います。 http://jyukenblog.cocolog-nifty.com/science/2009/04/post-f83d.html m*v1+M*v2=m*v1'+M*v2' この式で、最初、静止しているとすると v1=v2=0 左辺はゼロ。従って発射直後は v2'=V なので後退速度は 0=m*v1'+M*V から v1'=-M*V/m となりますね。 マイナスはVと逆方向(後退方向)だということを意味しています。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 その他の回答 (1) noname#101199 2009/08/01 12:49 回答No.1 筒と玉を系と考えてみます。 すると系には外力が作用していないので、系の運動量は全体として保存してるはずです。 発射後の速度をvとでもして、 発射前と発射後の運動量が保存している式を立てれば解けるかと思います。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A 力学の問題について教えてください 水平方向に速度Vで飛んできた質量mの物体に鉛直方向から速度vで質量Mの玉がぶつかったときの物体の速度を求めなさいという問題なのです。 ベクトルで考えるのでしょうか。 解答の道すじを教えていただきたいです。 大学の力学の問題を教えてください 質量mで半径がaの一様な球の直径回りの慣性モーメントは2ma^2/5である。 この球が重心速度vで接地面と滑らずに転がるときの運動エネルギーについて 重心速度vが関係するが球の半径によらないことを説明せよ。 という問題です。 これは高校の物理の考え方でも解けるでしょうか? もしくは微分積分などを使わなければ解けないのでしょうか? よろしくお願いします。 解き方を教えてください!お願いします。 <問題> 水平な地上に置かれた大砲(質量M)が、水平とつくる角θの方向に砲身を向けて砲弾(質量m)を発射した。 大砲と地面の間に摩擦が無く、砲弾は砲身に対して相対速度vで打ち出されるものとして、大砲の後退する早さV、砲弾が実際に発射される方向と水平との間の角θ’を求めよ。 <ヒント> 水平方向では全体の運動量が保存される。大砲と一緒に動きながら見た砲弾の発射速度がどうなるか考えてみてください。 何時間も悩んでるんですが全く解けなくて困っています。 どなたかわかりやすく解説&回答をしてください。 よろしくお願いします。 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた? OKWAVE コラム 力学 ロケットの運動 時刻tの質量がM(t)であるようなロケットが一定の相対速度v'<0でガスを噴出しながら加速している状況を考える。ロケットの質量変化率dM/dtは一定(μ<0)であるとする。重力や抵抗力は無視する。 (1)地上の観測者から見たロケットの速度v(t)をとして、ロケットに関する運動方程式を導け。 (2)t=0のロケットの質量がM_0、速度が0であった。時刻t(0<t<M_0/-μ)における質量M(t)と速度v(t)を求めよ。 という問題で、(1)は運動量保存よりM(dv/dt)=v'(dM/dt) であることはわかったのですが、(2)の質量M(t)が分かりません。 どのようにしたらよいですか? 力学 1.質量mの質点を、原点から角度θ、速さVで投げ上げた。重力加速度をgとして、運動方程式を立て、与えられた初期条件のもとで解け 2.速度に比例した抵抗-mrvを受ける質量mの質点が、水平面を運動する。その従う運動方程式を立て、それが初速度Vで原点から投げられたという初期条件のもとで解け 3.質量mの物体が、壁に固定されたばねに速度Vで衝突し、逆向きに同じ速度で跳ね返されるときの運動方程式をたてて解け。ばねから受ける力はF=-kxで与えられる 4.原点から(-k1x,-k2y)の力を受けて水平面内を運動する質量mの質点の運動方程式を立てて解け。またそのその運動の軌跡はどうなるか求めよ 自分の解答 1.問題の意味がわかりません。初期条件がなにか mg=Vsinθ? 2. 3.-mV+F=mV F=-kx -kx=2mV 4. 力学の問題です。 垂直に置かれた半径Rの円周上を半径rの球が滑ることなく転がる場合 を考える。 球が円周上を落ちることなく1回転するための球の最下点での速度Vを 求めよ。ただし重力加速度はgとする。 という問題なのですが、質量が与えられておらず、 どのように解けばいいのか分かりません。 教科書にもこのような問題はありませんでした。 できれば詳しく教えて頂けると有難いです。 お願い致します。 高校物理、力学的エネルギーの保存 滑らかな水平面上に質量Mの球Qがばね定数kのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量mの球Pが速度v0で進んできた。 ばねの縮みの最大値lを求めよ。 ばねの縮みが最大の時、Qから見たPの相対速度が0である。(これはわかります) 力学的エネルギー保存則より、 (1/2)(mv0)^2=(1/2)(mv)^2+(1/2)(Mv)^2+(1/2)l^2 (疑問) PとQが衝突して、その相対速度が0になっているのですから、 縮みが最大のときのPの速度をvp、Qの速度をvqとすると、 (反発係数の式)vp-vq=-e×v0のe=0ということになります。 これは非弾性衝突ですから、力学的エネルギーは保存されないと思うのですが、どうして力学的エネルギーは保存されるのでしょうか 力学の問題です 物理の苦手なものです。よろしくお願いします。 【問題】 初速度V0で運動している質量30kgの物体に同じ方向に150Nの力を加えると、10s間で150m移動した。このときの初速度V0を求めよ。 なんとなく運動方程式を立てることはわかるのですが… よろしくお願いします。 力学の問題です。 質量Mの容器が滑らかな水平面上に静止しており、中に質量Mwの流体が入っている。 (総質量M+Mw) 容器内の流体を進行方向とは逆向きに噴射させることができる。単位時間あたり一定のk の流体が容器に対する大きさUの一定の相対速度で噴射される。 容器と容器中の流体の総質量が時間とともに変化することを考慮して、容器の運動方程式を 導きなさい。 という問題なのですが、 時刻tにおける容器と容器中の流体の総質量はM+Mw-kt 時刻tにおける容器の速度をv、時刻t+⊿tにおける容器の速度をv+⊿vとして、 運動量保存より (M+Mw-kt-k⊿t)(v+⊿v)+k⊿t(U-v)-(M+Mw-kt)v=0として -kv⊿t+(M+Mw-kt-k⊿t)⊿v+k⊿t(U-v)=0 ⊿tで割り -kv+(M+Mw-kt-k⊿t)⊿v/⊿t+k(U-v)=0として ⊿t→0の極限をとると -kv+(M+Mw-kt)dv/dt+k(U-v)=0 となり導けたのかなと思うのですが、不安です。 この計算方法で合っていますか? 分かる方教えてください。宜しくお願いします。 力学問題 物体Aと物体Bの相互作用(衝突)を考える。物体Aの質量をm[A]とし、位置ベクトルをR[A]とする。また、物体Bについても同様に質量をm[B}とし、位置ベクトルをR[B]とする。 問題 衝突後のBの速度は(V'[B]cosβ,V'[B]sinβ)になったとする。衝突後のAの速度および速さ(速度の大きさ)を求めよ。 「考えたこと」 この質点系の重心の速度はm[A]V[A]/(m[A]+m[B])となった この問題が分からないです。教えてください 力学の問題を教えて下さい 半径a,質量Mの一様な球が、重心の運動する鉛直平面に垂直な水平軸の周りに角速度w0で回転しながら粗い水平面(球は滑らない)に衝突するとき aバックスピンがかかる(もとの方向に戻る)ための衝突直前の球の重心の速度に対する条件を求めよ b衝突の際の運動エネルギーの減少分を求めよ ただし、球と水平面の反発係数をeとする 力学の問題です。 半径rの摩擦のない滑らかな球面上に置かれた質量mの質点を考える。 球は固定されて動かないものとし、質点が球の頂上から接線方向に速さv0で 滑り落ちるものとする。 質点が鉛直方向から角度θだけ傾いた球面上にあるときの質点の速さvを求めよ。 という問題なのですが、 摩擦が働かないからエネルギー保存より、 (1/2)mv0^2+mgr(1-cosθ)=(1/2)mv^2 で解いていいのでしょうか? こんな初歩的なことも不安です。 分かる方教えてください。 宜しくお願いします。 日本史の転換点?:赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 力学の問題です わからないので教えてください(><) 問題 質量mの物体Sが赤道上空で地上から高さhの円軌道を回っている。Sは地球から万有引力を受けるものとする。万有引力定数をG,地球の質量をM,半径R の一様な球として、以下の問に答えよ 問1 Sの速さvを答えよ 問2 Sが地上から常に静止して見えるようにするにはhはいくらではないとならないか。地球の自転周期をTとして求めよ Sは速さvで地球を周回している時に瞬間的に内力が働きA(質量m1)とB(質量m2)に分裂した。ただし内力の方向はSの軌道円の接戦方向に等しい。分裂直後のA,Bの速さをそれぞれv1,v2とする。 問3 Aが地球の引力を振り切って飛んでいくための最小のv1をvを用いて表せ 問4 Bは地上から高さhの円軌道で回り始めた。v1=4vのときm1/m2を求めよ よろしくお願いします 力学の問題です。 半径r、質量Mの一様な球を、水平面となす角αの斜面に沿って 上方に転がしたとき、球を斜面上ですべらさないで、転がるように斜面に平行に 球に与える初速uの条件を示しなさい。 摩擦係数をμとする。 おそらく摩擦が最大静止摩擦よりも小さいという条件を使うのかなとは思うのですが、 初速をどのように使えばいいのか分かりません。 運動方程式から解こうとしても、 v’>-gsinα-μgcosα から何をしたらいいのか分かりません。 分かる方教えてください。 宜しくお願いします。 物理ですが、 力学 質量0.01kgの球が、5m/sの速度で壁に垂直に当たり、5m/sの速度で垂直に跳ね返っていく 衝突による運動量の変化はいくつか 球が1分で600個の割合で壁に衝突するとすると、壁の受ける平均の力はいくらか 最初の問題って0.01(5-5)で0じゃないんですか? 質量2kgの木片が吊るされており、この木片の中止めがけて300m/sの速度で飛んでいる10gの弾丸が打ち込まれて木片の中でとまった。 木片の動き出す速さはいくらになるか 質量0.20kgの物体について、以下の場合の仕事をJで答えろ この物体を水平方向に1.2m動かしたとき、水平方向に加えた19.6Nの力がした仕事と重力がした仕事を求めよ この物体が1.2m自由落下したときの重力がした仕事 この物体をゆっくり真上に1.2m引き上げる時、重力がした仕事 ちなみに答えは 0.01kgm/s 1N 1.49m/s 23.5J 重力がした仕事0 2.35J -2.35J って書いてあるんですが‥ 解説がほしいです 回答がわかりません。物理の問題なのですが・・・。 問題集の問題なのですが、解答をなくしてしまい、答え・解説がわかりません。。。 解説・回答をお願いしたいのです。 1. 質量m1とm2の物体が、衝突の直前にv1、v2の速度を持ち、衝突により合体した。衝突後の速度はいくらか求めよ。また、衝突により失われたエネルギーを求めよ。 2. 質量m1、m2、m3の3つの滑らかな球A、B、Cが一直線上にある。球Aにvの速度を与えて球Bに衝突させ、更に球Bが球Cに衝突した。全てが衝突したあとの、それぞれの球の速度を求めよ。但し、AB間、BC間のはねかえり係数をe1、e2とする。 よろしくおねがいします。 速度エネルギーの2について 質量mの玉が速度vで動いているとき、運動エネルギーが(1/2)mv^2となるわけですが、式中の"割る2"の"2"がどうして出てくるのかわかったつもりだったのですが、またわからなくなりました。 エネルギーですから力×距離ということですが、その玉は等速運動しているので力はゼロですね。速度0から速度vに加速してく過程で玉に対して与えた力×距離ということなのでしょうか。どうだったでしょうか。 よろしくお願いします。 高校物理の問題(力学)の問題について質問です。 こんにちは、この問題↓なのですが 水平と30°の角を滑らかな斜面上に、ばね定数k[N/m]のばねが下端Aを固定して置かれている。このばねに質量m[kg]の球をのせ、ばねの長さを自然長よりd[m]縮めて初速度0[m/s]で離したところ、球は斜面に沿って運動し、やがてばねから離れてある高さのところまで達した。ばねが自然長のとき(ばねに球をのせないとき)のばねの上端を原点Oとし、斜面に沿って上向きをx軸の正の向きにとるものとして、以下の問に答えよ。ただし、ばねの質量と球の大きさは無視できるものとし、重力加速度の大きさをg[m/s^2]とする。 (1)球の位置をx[m]、加速度をa[m/s^2]として、球がばねに接しているときの球の運動方程式を書け。また、球がばねから離れる瞬間の球の位置を求めよ。 (2)球がばねから離れる瞬間の球の速度v1[m/s]を求めよ。 (3)球がばねから離れて斜面の最高点に達したときの、球の位置xm[m]を求めよ。 以下では、k=(3mg)/(2d)の場合について考え、kを用いずに答えよ。 (4)球がばねから離れるまでの運動において、ばねの弾性エネルギーをUk[J]、重力による位置エネルギーをUg[J]、球の運動エネルギーをK[J]とする。Uk、Ug、Kを位置xの関数として表せ。 (5)球を放してからばねを離れる瞬間までに、球が受けた仕事および力積を求めよ。 (6)球を放してからばねを離れるまでに要した時間を求めよ。 (7)球を放してからばねを離れるまでの間について、球の座標x[m]および速度v[m/s]を時刻t[s]の関数として表せ。ただし、球を放したときをt=0[s]とする。 前半部分はわりと分かったのですが、後半部分がイマイチわかりません… 出来る方、回答お待ちしています! 力学の問題がわかりません。 質量mの質点の鉛直方向の1次元運動を考える。鉛直上向きにz座標をとる。重力加速度の大きさはg(正の定数)とし、方向はz軸負の向きとする。この質点に、重力に加えて、速度vに比例する抵抗力 F=-λv が働く場合を考える。ここでλは正の定数であり、時間t=0にz=0、v=0であるとする。 (1)加速度aをv,g,mおよびλを用いて表せ。 (2)速度vを時間tの関数として求めよ。 (3)終端速度(t→∞での速度)を求めよ。 (4)位置zを時間tの関数として求めよ。 わからないので教えてくださいませんか。 途中計算もあると嬉しいです。 弾性衝突 最近疑問に思ったことがあります。 同じ質量の球A,Bがあって速度Vで転がる球Aが、静止している球Bに衝突したとき、球Aは静止して球Bは速度Vで転がりますよね? この場合は球Aと球Bの速度が入れ替わったのですが、じゃあ次の場合はどうなるのでしょうか? 「同じ質量の球A,Bがあって速度Vで右向きに転がる球Aと、速度V’で左向きに転がる球Bが衝突したとき(2つの球は一直線上にある)」 この場合は、さっきのように速度が入れ替わって、球Aが左向きに速度V’で転がり、球Bが右向きに速度Vで 転がるのでしょうか? 回答よろしくお願いします。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば? Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市(長野県)在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科(小学校・中学校)化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他(自然科学) カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル?プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す!格安SIMと端末選びのポイントは? 友達って必要?友情って何だろう 大震災時の現実とは?私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ!負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる! OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など