図1が示す宇宙空間中にある、質量3Mの青葉山キャンパス、質量Mの川内キャンパス、さらに二つの天体(建築物)間にある質量mのアp……店舗Aについて考える。これらの天体(建築物)は、すべて図1中の点Oを中心に反時計回りに回転している。さらに、点Oと青葉山キャンパスの距離がLであることも分かっている。また、店舗Aは点Oとは、よくある質量を無視できるよく分からないヒモでつながっているものとする。
店舗Aの質量mは二つのキャンパスの質量に比べて十分に小さいものとし、さらには店舗Aの爆発に伴う質量変化は無視できるものとする。また、問題文中にない天体の影響は無視できるものとして、以下の問いに答えよ。
問一 店舗Aが爆発し、運動量Pが得られた。この運動量で店舗Aと点Oとの距離rの等速円運動が発生したとき、この等速円運動の角速度をr、P、mを用いて表せ。ただし、店舗Aの爆発は反時計回りの一方向にのみ発生したとする。また、この問に限り店舗Aは川内キャンパスと青葉山キャンパスの影響を受けないものとする。
問二 店舗Aと点Oの距離をxとし、全ての天体が角速度ωで動いているものとする。これらの三つの天体が図1のように一直線上で円運動を行っているとき、xがある値になるときに、店舗Aにはたらく力の合力が0となる。そのときのxはLにある数をかけたものだが、その数を有効数字2桁で、複数あれば全て求めよ。
問三 たかがこんな問題のためだけに宇宙にぶっ飛ばされた東北大生の心情を推察せよ。
問四 この図1を地球上で再現した。この意味不明な行為の意義を考察せよ。なお、この答えはほとんどの理系学部の学生が1年のうちに行う、とある実験科目での手書きレポート制の存在意義と同じである。
※解答は以下をご覧ください。
※本問題は東北大学の入学試験とは一切関係ありません。また、本問題の成績が当部への入部に影響を与えることはありません。
物理【解答と解説】
問一 P/mr
高校物理の基本事項である。
問二 1・4のみ
点Oに恒星のような質量がないのに、全ての天体がこの点を中心に回転するのはなぜだろうか。このことに注目してωを求めてみよう。
問三 (解答例)そもそも宇宙空間中に飛び出すときに燃え尽きているので心情以前の問題である・星陵キャンパスや片平キャンパスも飛ばすべきである など
問四 ない。
理系学生の多くは1年生のうちに手書きレポートの洗礼を受けることになる。しかしながら筆者には手書きの意義は無いように感じられ、実際とある実験科目の担当教員ですら、手書きレポートの意味が分からないという発言をした。手書きレポートの意味も、地球上でキャンパスを物理的にぶん回す意義も無いのである。
2019年3月6日水曜日
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