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Physics Senior High

物理の仕事の問題です。なぜ白線を引いた式の答えがマイナスになるのか分かりません。解説お願い致します。

章末問題 3 カ学的エネルギー 長さ0.80 mの糸の- りをつるす。図のよう りを持ち上げ,鉛直 1仕事 (難) p.77 例題1, p.84, p.89 例題3€ m ばね定数4.9N/m の軽いばねの一端を天井に取りつけ, 他端に質量 0.10 kg の物体 をつるす。ばねが自然の長さになるところで物体を手で支え,そこからゆっくりと手 を下げていった。物体が手から離れるまでの間に、重力、“弾性力、手で支える力が物体 にした仕事は,それぞれいくらか。ただし,重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。 まずえをずめ3、(上向き正とすると) [フリ今いのずコF-0 ) x+(→mg)=0 よりx= ma た。糸が鉛直になっ (22 だし,重力加速度の の m K 自然盤 F-O Eke Q10×6.8 - 0.20| DA](4 カ学的エネル VtK|r kI 49 下(1) W=F.S- -mg--x) = mgx= 0.lox9.8x020 = O146= 0.2 図のように, A下 球を静かにはな mg (2) W=F.3=LF-ビス)==* みながら運動の から斜め上方に (=- 98X10-)最高点Hの高 W==kx-mgx= a098-a196= 10.048),うか。ただし、 重力加速度の W. =ー×94x(0.て)こー1098] の U m8x Us O -mg mgxtw=dkx? w O W 2運動エネルギーの変化と仕事 p.85 例題2, p.97 Ingxtw tkau 創面上に質量m の物体を置き,静かにはなすと物体はすべり (= -PX/ot)) o円

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物理の仕事の問題です。なぜ白線を引いた式の答えがマイナスになるのか分かりません。解説お願い致します。

章末問題 3 カ学的エネルギー 長さ0.80 mの糸の- りをつるす。図のよう りを持ち上げ,鉛直 1仕事 (難) p.77 例題1, p.84, p.89 例題3€ m ばね定数4.9N/m の軽いばねの一端を天井に取りつけ, 他端に質量 0.10 kg の物体 をつるす。ばねが自然の長さになるところで物体を手で支え,そこからゆっくりと手 を下げていった。物体が手から離れるまでの間に、重力、“弾性力、手で支える力が物体 にした仕事は,それぞれいくらか。ただし,重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。 まずえをずめ3、(上向き正とすると) [フリ今いのずコF-0 ) x+(→mg)=0 よりx= ma た。糸が鉛直になっ (22 だし,重力加速度の の m K 自然盤 F-O Eke Q10×6.8 - 0.20| DA](4 カ学的エネル VtK|r kI 49 下(1) W=F.S- -mg--x) = mgx= 0.lox9.8x020 = O146= 0.2 図のように, A下 球を静かにはな mg (2) W=F.3=LF-ビス)==* みながら運動の から斜め上方に (=- 98X10-)最高点Hの高 W==kx-mgx= a098-a196= 10.048),うか。ただし、 重力加速度の W. =ー×94x(0.て)こー1098] の U m8x Us O -mg mgxtw=dkx? w O W 2運動エネルギーの変化と仕事 p.85 例題2, p.97 Ingxtw tkau 創面上に質量m の物体を置き,静かにはなすと物体はすべり (= -PX/ot)) o円

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物理の仕事の問題です。なぜ白線を引いた式の答えはマイナスになるのでしょうか。解説お願い致します。

章末問題 力学的エ: ●仕事(難) ばね定数4.9N/m の軽いばねの一端を天井に取りつけ, 他端に質量0.10 kg の物体 をつるす。ばねが自然の長さになるところで物体を手で支え,そこからゆっくりと手 を下げていった。物体が手から離れるまでの間に にした仕事は, それぞれいくらか。ただし,重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。 長さ0.80m p.77 例題1, p.84, p.89 例題3← りをつるす。 りを持ち上げ た。糸が鉛 (32 た0重力、弾性力, (22 手で支える力が物体 だし,重力 自 F-0 N」 まずえさポめ3、(上向き正とすると) [フリ今いのず]F=0 ) メ+(-mg)=0 よりメニー ma k Q.10x9.8 = 0.20 DA]4 カ学 49 (1) W=F.S'=-mg--x) = mgx= 0.1ox9.8x0.20 = O146= 0.2[ 図のよ A下 球を静か Gu- 準のD--ー (2) W=F.3--F-ドス)=-と みながら から斜さ (=-8X10-?))最高点 ノ=skr-mgx= 0.098-a196=-0、048,うか。 重力加 2 の U m8x Us w リー×94x(0.て)こー1098[] mgx +W=-ex? _mg. O w W= 2 運動エネルギーの変化と仕事- 傾きの角0のあらい斜面上に質量mの物体を置き, 静かにはなすと物体はすべり Im3xttw +tbスと p.85 例題2, p.97 (= -PX/o°t) 世面資係教を 重力加速度の大きさをgとして,次

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(2)の途中式の2k分のm²g²ってどこから出てくるんですか?

発展例題9 ばね定数kの軽いばねに質量の無視できる皿をのせ, 図(a)のように鈴直に立てる。図(b)のように, 質量mの 物体を手でもって皿の上にのせ, 急にはなすと物体は振 動を始めた。重力加速度の大きさをgとして, 次の各問 ばねと力学的エネルギー保存の法則 発展問題152 X。 に答えよ。 (1) 物体が最下点にきたとき, 物体ははじめの高さか ら距離 x。下がっていた(図(c))。 Xoはいくらか。 (2) 物体の速さが最大となるのは, はじめの高さからいくら下がったところか。 指針 され,その力学的エネルギーは保存される。 (1) 最下点での物体の速さは0である。 (2) 物体の速さが最大となるとき,運動エネル ギーも最大となる。そのときの位置を求める。 解説 物体は重力と弾性力だけから仕事を 2mg X=0 は解答に適さないので, x。= k (2) 距離x下がった位置での物体の速さを»と する。図(b)の位置とこの位置とで, 力学的エ ネルギー保存の法則の式を立てる。 (1) はじめの皿の位置を高さの基 0=-mgx+→mu+ kx? 2 1一2 準にとる。図(b)の位置と図(c)の位置とで, カ 学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 2 mg k m'g? 2k 1 mv'- klx- 1 0=-mgx,+m×0?+ 1 -m×0°+ 2 -kx.? ひが最大値をとるときのxは, この式が最大値 2 mg 2mg k をとるときの値であり, x=" k 0= kxo-mg]Xo X=0, 釜展問題151, 155 第山章 エネルギー 10000 000000 10000

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基本例題18の(2)はどの公式を使うかがよく分かりません 教えてください

基本 1, 148 基本例題18)弾性力による運動 なめらかな水平面 ABと曲面 BCが続いてい る。Aにばね定数9.8N/mのばねをつけ, その他 端に質量0.010kgの小球を置き, 0.020m縮めて はなす。重力加速度の大きさを9.8m/s°とする。 (1) 小球は、ばねが自然の長さのときにばねからはなれる。その後,小球は,水平高 ABから何前の高さまで上がるか。 (2) 水平面 ABからCまでの高さは0.40mである。ばねを 0.10m縮めてはなすと、小 球はCから飛び出した。このときの小球の速さはいくらか。 0.40m M B A 135 ルギーは重力による位置エネルギーのみである。 最高点の高さをh[m]とすると, 垂直抗力は常に移動の向きと垂直で あり仕事をしない。小球は弾性力と重力のみから 仕事をされ,その力学的エネルギーは保存される。 (1)では,ばねを縮めたときの点と曲面上の最高点, (2)では, ばねを縮めたときの点と点Cとで, それ ぞれ力学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 (1) 重力による位置エネルギーの 高さの基準を水平面 ABとすると, ばねを縮め たときの点で、小球の力学的エネルギーは, 弾 性力による位置エネルギーのみである。 曲面 BC上の最高点で, 速さは0であり,力学的エネ 指針 1 -×9.8×0.020°=0.010×9.8×h 2 h=2.0×10°m (2) 飛び出す速さをv[m/s] とすると, 点Cにお いて, 小球の力学的エネルギーは,運動エネル ギーと重力による位置エネルギーの和であり, 解説 ;×9.8×0.10°=小×0.010× 2 ぴぴ +0.010×9.8×0.40 v=1.96=1.4° ひ=1.4m/s 18しポン みた

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