質問: 物理の問題で、解き方と回答を教えてください。 問題は添付しております。 よろしくお願いいたします
回答: 1249958817 さん mA → m、mB → M、l → L と書きます。 (1) 力学的エネルギー保存則より、 0 +mgL(1-cosθ0) =(1/2)mVa2 +0 2gL(1-cosθ0) =Va2 ∴ Va =√[2gL(1-cosθ0)] [m/s] ...1 (2) 運動量保存則より、 mVa +0 =mVa' +MVb' ...2 弾性衝突をするので、反発係数は1だから、 1 =(Vb'-Va') /Va Va =Vb' -Va' ...3 2+3×m より、 2mVa =(M+m)Vb' ∴ Vb'=2mVa /(M+m) 1 より、 Vb' =2m√[2gL(1-cosθ0)] /(M+m) [m/s] (3) S → O 方向の(円運動の)運動方程式より、 Mv2/r =Mgcosθ -R ∴ R =M(gcosθ -v2/r) [N] (4) θ=0 のとき、R>0 であればいいので、 M(g -v2/r) > 0 g-v2/r > 0 v2 < gr v < √(gr) θ=0 では、v=Vb' だから、 2m√[2gL(1-cosθ0)] /(M+m) < √(gr) √[2gL(1-cosθ0) < (M+m)√(gr) /(2m) 2gL(1-cosθ0) < (M+m)2 gr /(2m)2 L(1-cosθ0) < (1/8) [(M+m)/m]2 r 求める高さ h は、 h=L(1-cosθ0) だから、 h < [(M+m)/m]2 r /8 となります。