1E
物理学演習 標準
H005-1担当教員
:浜中 真志 研究室
: E-mail:[email protected]小テスト 1 の復習&相対運動 (2018 年 10 月 25 日 )
作成日: October 24, 2018 Updated : November 6, 2018 Version : 1.0 実施日: October 25, 2018
小テスト
1解答
(10/18実施:
40点満点
)問題
1 (5点
) (1) 2e2x (2) 3cos 3x (3) 4x31 +x4 (4) − 1
sin2x (5) xx(logx+ 1)
問題
2 (5点
) (1)−12cos 2x+C (2) 1
4sin 2x+ x
2 +C (3) xlogx−x+C (4) 1
10log(x10+ 18) +C (5) 10x log 10 +C
問題
3 (10点) (1)
y(t) =y0e−kt (2) k = log 2T (3) 90
年
(詳しい解答はH004問題
6参照) 問題
4 (6点
)T +N =mg (2) T −N =M g問題
5 (14点
) (1) T = N1 = 1√3mg (2) (a) N2 =
√3
2 mg (b) a = g
4 (3) (a) F =
√3
8 mg (b) N3 = (7
8 +√ 3
)
mg (c)
√3 7 + 8√
3 (
= 3
24 + 7√
3 = 24−7√ 3 143
)
以上
[
講評
]まず全体的には勉強したあとが伺えて悪くない結果だったといえます
.ただ問題
5 (3)の出来が非常に悪かったです.
試験の目的というのは
,学生さんを蹴落とすものでも
,品定めをするものでもありませ ん
.本来は自分が本当に理解しているかどうかを自分自身で確認しなければいけないとこ ろを,試験という客観的なチェックを受けることで,自分自身見落としなどがなかったか どうか再確認できるよう,手助けする機会だと思ってます
.ですので
,解けなかった問題,まだ不安残る問題については
いますぐもう一度解くべきだと思います
.問題
1. (今日の提出問題
1)小テスト1で解けなかった問題を解け.
(
問題
5(3)については斜面台の質量を
(17/8)mとして解きなおしてみてください
.斜面台 と物体間の作用・反作用の力がすべて書けているかどうか慎重にご確認ください
.)問題
2. (今日の提出問題2:問題
5の
3が解けなかった人用)
H003&H004の問題
6を解け.
[
作用・反作用の法則
]物体
Aが物体
Bから力
F⃗を受けるとき
,物体
Bは物体
Aから力
−F⃗を受ける.
相対運動
問題
3. (今日の提出問題
2:問題
5の
3が解けた人用
)テキスト演習問題
II-C 4.での
3物体の加速度の間に成り立つ関係式を示せ
.問題
4. (今日の提出問題
3:余力がある人向け
) H004問題
5において まさつが一切ない 設定を考える. 時刻
t= 0で物体
Pが斜面を滑りはじめ,同時に斜面台も水平方向に運動 をはじめた
.物体
Pは斜面上を距離
Lだけ滑り,斜面の下端に達した
.このとき斜面台の加速度の大きさ
Aおよび物体が斜面の下端に達した時刻
Tを求めよ
.標準
H0-1E18-05難易度
: C名城大学・理工学部
1E
物理学演習 標準
H005-2担当教員
:浜中 真志 研究室
: E-mail:[email protected]【解答】
(H003&
H004問題
6)図を一つ一つ丁寧に
,みなさんの手で書いてから読み進め
てください
.(1)
小物体が半円柱から受ける垂直抗力の大きさを
Nとする
.小物体についての力のつ りあいの式は,
鉛直成分
: T cos 45◦+Nsin 60◦ =mg· · ·À水平成分
: T sin 45◦ =Ncos 60◦· · ·Á. À,Áより
Nを消去すると
T =√2
√3 + 1mg · · · (
答
).(2)
半円柱が水平面から受けるまさつ力を
F,半円柱が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを
Rとする. 半円柱についての力のつりあいの式は,
水平成分
: F =Ncos 60◦· · ·Â. Âより
F =Ncos 60◦ Á=Tsin 45◦ (1)= 1√3 + 1mg · · · (
答
).(3)
半円柱についての力のつりあいの式は,
鉛直成分
: R =Nsin 60◦+M g· · ·Ã半円柱と水平面との間の静止まさつ係数を
µとする
.最大静止まさつ力は
µRであ り
,静止まさつ力
Fはこれ以下の値であるから
, F ≤ µR. Â,Ãより
, Ncos 60◦ ≤ µ(Nsin 60◦ +M g). À,Áより
N = 2√3 + 1mg
であり, これを代入し整理すると
µ≥ m
√3m+ (√
3 + 1)M · · · (
答
).(4) (
改めて最初から考える
.)小物体が半円柱から受ける垂直抗力の大きさを
N′,半円
柱が水平面から受けるまさつ力を
F′,半円柱が水平面から受ける垂直抗力の大きさ を
R′とする
.半円柱についての力のつりあいの式は,
鉛直成分
: R′ =N′sin 60◦ +M g· · ·Ä水平成分
: F′ =N′cos 60◦· · ·Å.小物体についての
OP方向の力のつりあいの式は,
N′ =mgsin 60◦· · ·Æ.
(なおOP
に垂直な方向は加速度が生じるので
(力のつりあいの式ではなく)運動方 程式を立てることになる
.ここでは不要なので省略
.)前問と同様に
, F′ ≤ µR′と
Ä,Å,Æより
µ≥√3m
3m+ 4M · · · (答).
【解答】
(問題
4) A= mgsinθcosθ M+msin2θ, T =√
2(M +msin2θ)L (M+m)gsinθ