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大学入試難問(数学解答&物理⑲(力学の保存則))

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 まずは、先週の数学(極限)の解説からです。不等式の証明方法。不等式は和をとっても成り立つこと。はさみうちの原理。これらのことを確認して下さいね。

先週の問題 数学㊳(極限)

<問題>

<ヒント>

(1)log(1+2x)-(2x-2x2)=f(x)として、f(x)の最小値>0を示す。同様に、log(1+2x)<2xを示す。

(2)(1)においてx=k/n2とおいて、辺々の和(Σ)をとり、はさみうちの法則を利用。

<解答>

色々と知っておかないと解けない問題ですね。当たり前ですけど、Σの公式は当然、覚えて下さいね。それでは。今回の問題は物理(力学の保存則)です。

今週の問題 物理⑲(力学の保存則)

<問題>

 図のように、摩擦のない滑らかな水平な床の上に質量Mの台Aがあり、その左端の上に質量m0の小物体Bがある。台Aと小物体Bには摩擦がはたらき、最大静止摩擦係数をμ0、動摩擦係数をμとする。質量m1の小物体Cを速度v1で小物体Bに水平に衝突させたら、小物体Bは速度v0で台A上を滑り出し、小物体Cは台Aには乗らず、床に落下した。重力加速度をgとして以下の問いに答えよ。(1)小物体BとCの衝突を完全弾性衝突とするとき、v1をv0で表せ。

(2)小物体Bは台A上を滑ると、やがて台Aに対して静止する。そのときの床に対する小物体Bの速度を求めよ。

(3)小物体Bが台A上を滑りだしてから、台Aに対して静止するまでに、台Aと小物体Bの系の失われた力学的エネルギーを求めよ。

(4)小物体Bが台A上を滑りだしてから、台Aに対して静止するまでの台Aと小物体Bの水平方向の運動方程式を書け。(右向きを正とする)

(5)小物体Bが台A上を滑りだしてから、台Aに対して静止するまでに要する時間を求めよ。

(6)小物体Bは台Aから落下しないためには、台Aはある長さ以上でなければならない。その最低限の長さLを求めよ。

<ヒント>

(1)運動量保存則と跳ね返り係数の関係から求めましょう。

(2)運動量保存則から求めましょう。

(3)(2)の結果を使って、(滑り出しの力学的エネルギーの和)―(小物体Bが台Aに対して静止している状態の力学的エネルギーの和)を計算

(5)(4)を利用

(6)(2)と(4)の結果を利用しましょう。


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