物理の問題の解き方が分かりません。
原文(画像)が英語なので誤訳があるかもしれません。
10kgの砲弾が250kgの砲台から射出される。
砲弾の初速は100km/h(=277.8m/s)。
反動は全てバネ定数520N/cm(=5.2N/m)のバネに吸収される。
大砲の最大反動距離を求めよ。
All of the canon's recoil is absorbed〜
の文を「全て吸収」と訳してしまったあたりが、衝撃が吸収されて砲台が動かないのではないかと感じてしまい、訳し方が悪く感じています。
力学的エネルギー保存則より、位置エネルギーの変化が無いものと考え、砲弾の運動エネルギーを元に砲台の運動エネルギーを求めるのだろうと考えていますが、そこにバネが加わった時にどうなるのかが分からず、つまずいています。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
最初の「砲台からの弾丸の発射」は、2体間の「内力」だけしか働かないので、「運動量」が保存します。
従って、砲台の発射直後の速さを V[m/s] とすると、弾丸の初速が 1000[km/h](100 km/h ではなく)なので
0[m/s] * 10[kg] + 0[m/s] * 250[kg] = 1000[km/h] * 10[kg] - V[m/s] * 250[kg]
ここで、
1000[km/h] ≒ 278[m/s]
ですから
V = 278[m/s] * 10[kg] / 250[kg] ≒ 11.1[m/s]
このときの砲台の運動エネルギーは
Ek = (1/2)MV^2 = (1/2) * 250[kg] * (11.1[m/s])^
≒ 1.54 * 10^4 [J]
バネの変位が L[m] のときの弾性エネルギーは
Es = (1/2)kL^2 = (1/2) * 520 * 10^2 [N/m] * L^2
= 2.6 * 10^4 * L^2 [J]
従って、Es = Ek となる L は
2.6 * 10^4 * L^2 = 1.54 * 10^4
よって
L = 0.59 [m]
No.1
- 回答日時:
設問に問題がある。
バネに全ての反動が吸収されると、エネルギーを蓄えたバネと、砲台の押し合いになるが、その際バネの質量がどれだけかわからないと、計算のしようがない。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!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 物理の質問です 力学的エネルギー保存則は、反発係数1以外のものとの衝突では成り立たちませんが、軽いバ 4 2022/04/10 12:42
- 物理学 理論物理学の論文で「特に、砲弾の軌道は私たちが検討したものと同じではなく、ワームホールもありませんで 1 2023/01/28 22:54
- 物理学 高校物理 二次元の衝突 画像の問題の解答では、静止系での球2の速度v2を -運動エネルギー保存 -運 3 2022/11/12 00:34
- 物理学 高校の物理について質問です。 画像の問題の⑴なのですが、回答にある「運動エネルギーが弾性エネルギーに 5 2023/08/23 10:55
- 物理学 物理この問題教えてください バネ振り子のエネルギー保存則で、 おもりを離すとその後、自然長の位置を中 2 2023/01/23 00:23
- 物理学 万有引力と重力の位置エネルギーについて 例えば、地球の表面から真上に質量mの球を初速v₀で投げた時の 7 2022/04/18 23:15
- 宇宙科学・天文学・天気 昔考えたこともですが 今にも通じてるでしょうか? 2 2022/09/28 22:05
- 物理学 物理の惑星の問題 2 2023/03/21 18:51
- 政治 次期戦闘機には、私の発明した対空ミサイル迎撃システム「パルティア」を採用するべきですね? 3 2022/08/15 13:40
- 政治 自衛隊の対潜哨戒機P-1には、対空ミサイル防御システム「パルティア」を装備するべきですね? 6 2022/09/12 04:41
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
色の読み方。
-
川の水についての質問です
-
ここ最近貧血気味だったので鉄...
-
赤と青と黄色の絵の具を混ぜて...
-
奇数と偶数が覚えられません。...
-
“白人”“黒人”“黄色人種”
-
白以外の絵の具で白を作れるのか?
-
蒼銀という色は
-
重ねるハザードマップの地形分...
-
パソコンを使い、講義のまとめ...
-
吸収極大波長が2つ出てくる理由
-
色の性質に詳しい方お願いしま...
-
数学A 組合せ 赤玉、青玉、白...
-
書類で使うペンの色について。
-
光の三原色で紫色は作れるの?
-
光るもの(おもちゃ、ガラス、...
-
小腸と大腸の違い
-
薄橙、淡紫、淡青など、何と読...
-
日本語における色の表現方法に...
-
冠位十二階に緑がないのは何故?
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
マルとバツの色は赤と青どっち?
-
色の読み方。
-
パソコンを使い、講義のまとめ...
-
数学A 組合せ 赤玉、青玉、白...
-
透明という言葉から連想されるもの
-
ガンメタとはどういう色?
-
日本語における色の表現方法に...
-
「青」・「赤」から連想する動...
-
奇数と偶数が覚えられません。...
-
“白人”“黒人”“黄色人種”
-
暗記用チェックペン&シート、...
-
吸収極大波長が2つ出てくる理由
-
黄色い鳥居のわけは?
-
配線の色の意味
-
煙に色を付けるにはどうすれば...
-
「 沙羅双樹の花の色 」は何故...
-
「色」と「色味」の使い分け
-
I/Oの意味
-
この数学の問題が難しいです
-
燈色(ひいろ)とはどんな色で...
おすすめ情報