以下の問題がわかりません。教えていただけますか?
「自然長Lのつるまきばねの一端に質量mの板Aを固定し、これを鉛直に立てる。Aの上に質量Mの球Bをのせたところ、ばねは長さdだけ縮んで静止した。ここからさらにAを鉛直下方に2dだけ押し下げて、静かに手を放した。運動はすべて同一鉛直線上で行われるものとし、鉛直上向きにx軸をとり、A,Bが静止しているときのばねの先端を原点にとる。重力加速度の大きさをgとする。
(1)ばねの先端が位置x(x<d)にあるとき、AとBを一体と考えて、加速度を求めよ。
(2)球Bが板Aから離れる位置xを求めよ。」

あと、ばね定数はマイナスになる場合も有り得るのですか?
文字だけで大変わかりにくいですが、是非ともよろしくお願いします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (6件)

>(M+m)a=kx


2つ違うところがあります。
まず、今物体ABに作用している力はばねの弾性力だけではありません。
もう一つ重力が作用していますね。
それから、ばねの先端がxの位置にあるときのばねの縮みはxではありません。

これらに注意してもう一度運動方程式を立ててみてください。
すぐに解答を書かないのは cecfca さんのためを思ってのことです。
時間はかかりますが自分で考えたほうが理解が深まるので頑張ってくださいね。

この回答への補足

ついに出来ました(と思います)!!!!!!
(M+m)a=k(d-x)-(M+m)g
(M+m)a=(M+m)(d-x)g/d-(M+m)g
両辺とも(M+m)が消えて
     a=g-gx/d-g
     a=-gx/d      以上で合ってますでしょうか?

ついでに(2)の運動方程式は
A)ma=-mg-f+k(d-x)
B)Ma=-Mg+f
でよろしいでしょうか?
あとここで、2物体が離れるからf=0、としていいのですか?

補足日時:2001/08/12 16:14
    • good
    • 0

>ついに出来ました(と思います)!!!!!!


>(M+m)a=k(d-x)-(M+m)g
>(M+m)a=(M+m)(d-x)g/d-(M+m)g
>両辺とも(M+m)が消えて
>     a=g-gx/d-g
>     a=-gx/d      以上で合ってますでしょうか?
おめでとうございます。合っています。
この問題に限らず、力学の問題で運動方程式を立てるときは
そのとき物体にかかっている力をすべて書き出すことさえ出来れば
同じ要領で解けるはずです。

>ついでに(2)の運動方程式は
>A)ma=-mg-f+k(d-x)
>B)Ma=-Mg+f
>でよろしいでしょうか?
>あとここで、2物体が離れるからf=0、としていいのですか?
A、Bの2つの運動方程式、離れる条件ともそれで合っています。
後は2式からいらない文字を消してxを求めてください。


この質問とは関係ないのですが、今後 cecfca さんが質問するときの
質問の仕方についてのアドバイスです。
最近このカテゴリでは宿題やレポートの丸投げと見られるものが多く、
回答者の皆さんもあまりにもひどい時は回答をしてくれません。
数式などを書いて、ここまで考えたけどもこの部分がわからない
というように具体的に書いたほうが回答がもらいやすいと思います。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

もう言葉(文字だってば)では表せないくらいありがとうございます。
本当にこんなおバカさんにここまで付き合って頂いちゃって。
本当にありがとうございました。
また、質問の仕方も教えていただいて本当に感謝感激です。
できるだけここに質問しなくて済むように頑張りますが、
それでも駄目になったときはまたどっかでお世話になると思います。

お礼日時:2001/08/12 18:33

>「x<d」の意味がわかりません。

そこの所を教えて頂けますか?
ここについては(2)の答えになってしまうのですが
AとBの離れる位置がx=dということから
x<dの場合でしかAB一体の式が立てられないのです。

>皆様のご回答を読ませて頂いても、まだわかりません。
「x<d」の意味以外にもわからないところがあるということでしょうか?
そうであるなら一度補足に cecfca さんが立てた式を(わかる範囲で)書いて下さい。
もっと的確なアドバイスが得られると思います。

この回答への補足

まず(M+m)gとばねの力が釣り合っているので
-(M+m)g=k(-d)
      k=(M+m)g/d

(M+m)a=kx
(M+m)a=(M+m)gx/d
両辺から(M+m)が消えるから
     a=gx/d

になってしまうのです。-はどこで付くのでしょうか?

補足日時:2001/08/12 12:18
    • good
    • 0

バネ定数はマイナスになることなど絶対無い(大学入試でみたことない)


それと玉Bが板から離れる位置だけど、これはA,B別々に運動方程式を立ててごらん。そしてN(垂直抗力)が0になるとこが数式的にわかるよ。たぶんそこはバネが自然長になった所だとおもうよ。
あと、(1)は自分でわかると思うから注意事項だけ述べとくね。注意事項は重力を忘れずに!
ちなみにこの問題最近やったばっかだから、(2)の答えは自然長だろうと言ったんですけど、ひょっとして、この問題駿台の教材のやつ?

この回答への補足

礼が遅くなって大変申し訳ありません。
さらに大変面倒臭がりやなもんですから、3人のかたにいっぺんに書かせて頂きます!
そして更に失礼ですが、皆様のご回答を読ませて頂いても、まだわかりません。
「x<d」の意味がわかりません。そこの所を教えて頂けますか?

本当に失礼ですけど…。

補足日時:2001/08/11 18:46
    • good
    • 0

(1)については Zincer さんの仰るとおりです。


符号に気をつけて運動方程式を立ててください。

(2)ですが、一般には加速度0の場所にはなりません。
AとBが離れるかどうかということですから、今度は2つ別々に運動方程式を立てます。
(1)と同じように位置xにあるときを考えてみましょう。
ここで、AとBのあいだに働く力をfとすると
今、Aに作用している力は
 重力、ばねの力、f
の3つ。Bに作用している力は
 重力、f
の2つ。
後は、それぞれの力の向きを考え、符号に注意して運動方程式を立ててみてください。
未知数は加速度aと力fになっています。
加速度aを消すとfを求めることが出来ます。
AとBが離れるときfがどうなるかを考えてみてください。

ちなみに、この2つの運動方程式からfを消すと(1)のAとBを
一体と考えた運動方程式になっています。
    • good
    • 0

>あと、ばね定数はマイナスになる場合も有り得るのですか?


あたりの疑問から察すると
まずバネ定数を(定石通り)kとおいて、静止した状態(Fs+重力=0)の関係からkを求めると
-k×(-d)-(m+M)g=0
の関係式が成り立つのはわかりますか?
(鉛直上向きが正だから変位は下方におきているから負、重力は常に下方に働くから負)
[注意点]
変位をΔxとすると
バネが及ぼす力は:Fs=-kΔx(変位に対して反対方向)
バネに及ぼされている力は:Fs=kΔx(変位の方向)
となる事を考えること。
バネ定数が負になることはありませよ!

(1)については
質量(m+M)の物体に(バネが及ぼす力+重力)がかかっているので、加速度aは...
[注意点]
静止状態を原点とする、位置xにおけるバネの自然長からの変位Δxは
Δx=x-d
あるいは、静止状態からの変位Δx’を考えた方が楽かも?

(2)については加速度が0になる点のはず
(ちょっと自信なし)
    • good
    • 0

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q女性の名前で「容子さん」という名前はどのような願いが込められていますか?

タイトルどおりです。「容子さん」という名前の漢字にはどのような願いが込められているのでしょうか?

Aベストアンサー

「容」と言う字を「漢和辞典」で調べて見ると、

「かたち」、「すがた」の他に
●身なりをつくる
●ゆったりとする
●ゆとりがある
と言うような意味を持っている事が分かりました。

従って、女の子に「容子」と名づけた親御さんは、

「ゆったりとして、ゆとりの有る、(気立ての優しい女性)。
身なりの整った、(清楚な)女性に育って欲しい」

そんな願いを込めているのかもしれません。
(^^)

QA(質量M)とB(質量m⑅)の物体が滑車を通じて繋がっていて Aは台にあります。 AとBがともにH

A(質量M)とB(質量m⑅)の物体が滑車を通じて繋がっていて
Aは台にあります。
AとBがともにH進んだ時の速さは??
という問題で
μMgH+½—(M+m⑅)V²=m⑅gH
という方程式でとけますか??

Aベストアンサー

それ以外にエネルギーをロスするものがなければ、それで解けます。

通常は、
(1)働く力:重力から摩擦力を引いたもの
  F = mg - μMg
(高校物理的には「張力」も考えますが、結果的に消去するので)

(2)全体の質量:M + m

(3)加速度:a

として、運動方程式 (力)=(質量)×(加速度)

  mg - μMg = (M + m)a

から求めるのが普通です。

 初速度ゼロ、初期位置を変位ゼロとして

・加速度:a = (m - μM)g / (M + m)   ①

・速度 :V = [ (m - μM)g / (M + m) ] * t   ②

・落下距離 :y = (1/2)[ (m - μM)g / (M + m) ] * t^2  ③

となります。

 質問者さんの式は、「エネルギー保存」から導き出したものですが、上記の③から「落下距離 y=H」のときの時刻 t を求め、それを②に代入したものになります。

Q菊容子〔好き好き魔女先生〕の死亡原因は?

25年前に死亡した菊容子さんの死亡の原因とその背景を
詳細にご存知の方いらっしゃいますか?

Aベストアンサー

高田馬場の自宅のマンションで、当時つき合っていた男性に絞殺されました。その男性に対し、冷たいそぶりを見せるようになったのが、原因のようです。
「海外のホテルで刺殺された」などの情報を見受けますが、それは誤りです。
その男性も俳優で、「仮面ライダー」「イナズマン」に出演したことがあります。「好き好き魔女先生」にも出演しています。
事件の記事は、朝日新聞1975年4月30日の朝刊に大きく載りました。

Q物理の力学の問題について質問です。 問題 :図(a)のように,2本の軽いばねAとBを鉛直方向の上下に

物理の力学の問題について質問です。 問題
:図(a)のように,2本の軽いばねAとBを鉛直方向の上下につなぎ,自然の長さになる位置で上端と下端を固定した。Aのばね定数はBのばね定数の2倍であった。重力加速度の大きさをgとし、空気抵抗はないものとして次の各問いに答えなさい。

(1)AとBのつなぎ目に質量mの小さなおもりをつけたところ、おもりは図(b)のように鉛直下方にdだけ下がった点Oで静止した。Bのばね定数を求めなさい。

解答
:Bのばね定数をKとする。
mg=2kd+kd
∴k=mg/3d

(2)次に図(c)のように、おもりを点Oからdだけ鉛直上方に持ち上げた。このときばねとおもりになされた仕事の大きさを求めなさい。

解答
:おもりにされた仕事は、おもりの重力による位置エネルギーの変化量なので、点Oを基準として
mgd-0=mg

ばねになされた仕事は、AとBのばねの弾性力による位置エネルギーの変化量の和なので、
(0-2kd^2/2)+(0-kd^2/2)
=-3kd^2/2
=-mgd/2

ここで質問です。
(0-2kd^2/2)+(0-kd^2/2)の式で、マイナスがついています、なぜマイナスがつくのでしょうか?
解説よろしくお願いします。

図は画像添付します。

物理の力学の問題について質問です。 問題
:図(a)のように,2本の軽いばねAとBを鉛直方向の上下につなぎ,自然の長さになる位置で上端と下端を固定した。Aのばね定数はBのばね定数の2倍であった。重力加速度の大きさをgとし、空気抵抗はないものとして次の各問いに答えなさい。

(1)AとBのつなぎ目に質量mの小さなおもりをつけたところ、おもりは図(b)のように鉛直下方にdだけ下がった点Oで静止した。Bのばね定数を求めなさい。

解答
:Bのばね定数をKとする。
mg=2kd+kd
∴k=mg/3d

(2)次に図(c)のように、おもりを...続きを読む

Aベストアンサー

位置エネルギーの「差」、つまりバネになされた
仕事を計算しているから。

Qワイドスクランブルの大下容子さんはどこに?

今週、9月27日~ワイドスクランブルの大下容子さんが居なくなってしまっています。別の女子アナが座ってるんですけど、、、どうしたんでしょうか?降板されたんでしょうか・・・大好きなアナウンサーなんですが(泣)

Aベストアンサー

大下さんは夏休みです。
今日の番組終了時に「佐分さん、ご苦労様でした」といってました。
来週からは休み明けで大下さんが復帰するようです。

Q物理の力学の問題について質問です。 問題 :図(a)のように,2本の軽いばねAとBを鉛直方向の上下に

物理の力学の問題について質問です。


問題 :図(a)のように,2本の軽いばねAとBを鉛直方向の上下につなぎ,自然の長さになる位置で上端と下端を固定した。Aのばね定数はBのばね定数の2倍であった。重力加速度の大きさをgとし、空気抵抗はないものとして次の各問いに答えなさい。

(1)AとBのつなぎ目に質量mの小さなおもりをつけたところ、おもりは図(b)のように鉛直下方にdだけ下がった点Oで静止した。Bのばね定数を求めなさい。

解答
:Bのばね定数をKとする。
mg=2kd+kd
∴k=mg/3d

ここで質問です。
2kdとkdの向きが、なぜ上向きに働くのかがわかりません。
どこに着目すれば、kdと2kdの向きが上向きになるかを教えて欲しいです
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>どこに着目すれば、kdと2kdの向きが上向きになるかを教えて欲しいです

kd も 2kd も「ばねの復元力」です。
ばねに重りがない「自然長」から、「重りを付けて下に下がった」状態での復元力ですから、
・Bのばね:「圧縮に対する復元力」なので上向き
・Aのばね:「伸びに対する復元力」なので上向き

「ばね」であること、力がその「復元力」であることに着目すれば、必然的にそうなりますよね?

Q漫画家  松本容子さんについて。

こんばんは。 今日、本棚の整理をしていたら、学生時代に読んでいた。松本容子さんの「闇の末裔」(白泉社)が、出てきました。  そういえば、随分まえに連載が、止まってしまって、それ以来、そのままになっていたのですが、この本は、続きが、すでに出ているのでしょうか?  それとも、違う本(ストーリー)が、連載されているとか・・・ですか?
知っている方が、いたら教えてください。

Aベストアンサー

連載は2003年にストップしたままです。
04~06年の間に番外編というかたちで読み切りが3回掲載されていますが、コミックスにはなってません。
(ちなみに06年には闇の末裔とは違う作品の読み切りも1作品、掲載されてます。)
番外編の掲載時に続きを描くことを匂わせる作者コメントがあったのですが、06年以来ずっと音沙汰はない状態です。

Q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

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の速度vを求めよ。

(1)ばねの縮みの最大値lを求めよ。


教えてほしいところ
ばねが縮むときにQに右向きに力を及ぼすといえる理由を教えてください

Aベストアンサー

おはようございます。

両手でばねを持って、片方の側から押したらどう感じますか?
両方の手で、それぞれ手を押される感覚が伝わってくると思います。

これとおんなじですね。^^

Qパチスロ 新鬼武者 千鬼モード

初心者のころ千鬼モードのART潜伏を取り逃したみたいです・・・
千鬼が終わって通常画面に戻りたぶん潜伏してたけど、初心者だったからスルーしてしまった。
千鬼が終わって通常に戻っても潜伏全然ありますよね?

千鬼モードの期待収支いくらぐらいなんでしょうか?計算で使いたいのでお願いします。

Aベストアンサー

通常画面戻ったらそれで終わりですよ。
潜伏はありません。

ちなみに潜伏は契機役から最大36Gです。


余談ですが、ART終了後は6択ベルが当選するまで潜伏風になる事はあります。

Qクーロンの法則で 導体球A、Bがある。両導体球間に働く力を求める式は Aの電気量をQ1、Bの電気量を

クーロンの法則で
導体球A、Bがある。両導体球間に働く力を求める式は
Aの電気量をQ1、Bの電気量をQ2とすると
F=(Q1Q2)/(4πεr^2)となるようですが、
両導体球に働く力なのだから導体球Aの力+導体球Bの力で
(Q1Q2)/(4πεr^2)+(Q2Q1)/(4πεr^2)
になるのではないのでしょうか。

Aベストアンサー

これ導体球を点電荷とみなして良い場合ですね。

で、基本に戻って作用反作用を思いだしましょう。

物体Aが物体BにカFを加えると、
物体Bは物体Aを力(-F)で押し返します(反作用)。

この時AB間の力を2Fとしますか?

カ学の基本の基本の基本です。


人気Q&Aランキング