小球を投げ出して走る台車
オリジナル問題。通常は相対速度を一定とする設定が普通だが,そうでない場合の発展的な問題。小球を落下によって水平に投げ出して加速する台車。

【問題】
総質量 M_0 の台車が,高さ h のタンクから1秒に1個ずつ落下してレールをすべりおりた質量 m の小球を水平後方に投げ出して初速ゼロから加速していく。重力加速度の大きさを g とし,車輪の質量および摩擦や抵抗は無視できるものとする。また,小球の投げ出しが終わるまで次の小球は落下しない。



(1) 台車が小球を投げ出す相対速さ v_0 が一定であるものとして,台車の質量が M のときから1個投げ出して M-m になったときの台車の速さの変化 {\it\Delta}V を求めよ。

(2) 厳密には,(1)は正しくない。v_0 が一定であることは前提とせずに,同様に質量 M から M-m になったときの台車の速さの変化 {\it\Delta}V を求めよ。

※ Algodooの設定は,M_0=10{\rm [kg]},m=0.10{\rm [kg]},h=2.0{\rm [m]} である。


Algodoo シーン

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最終更新:2009年12月15日 18:21
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