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小球は、自然長でばねから離れ、Aから摩擦を受け始めます。Aから運動方程式を使っています。
ばねのエネルギーがすべて自然長で、運動エネルギー1/2mv²として変換され、Aまでは床がなめらかなので、このエネルギーが保存されます。その後、AからBで受けた摩擦力により、このエネルギーが消失するので、運動エネルギーとAB間の摩擦力が等しいとできます。
ありがとうございました
物理
高校生
解決済み
(4)の別解で、運動方程式を使っていますが、右向きにkaのバネから受けた力はかからないのですか?摩擦だけしか考えていないのが不思議で、、。
22 水平面上に置かれたばね
定数 k[N/m]の軽いばねに
質量m[kg]の小球Pを押し当
て,ばねを自然長から a[m]
だけ縮ませ,静かにPを放した。 水平面は図の点Aより左側は滑らか
であるが,右側はあらく, Pとの間の動摩擦係数はμである。重力加
速度をg[m/s] とする。
(1) ばねから離れたPが点Aに達するときの速さuを求めよ。
自然長
0000OO P
30°
A
B
(2ばねの縮みがらa[m] であったときの, Pの速さuを求めよ。
はじめにばねを自然長からa[m] だけ縮ませるのに必要であった
外力の仕事 W を求めよ。
(4) 点Aを通り過ぎたPはやがて点Bで静止した。距離 ABをひを用
いて求めよ。
(4) Pの運動エネルギーが AB間で摩擦熱に変わっている。動摩擦力は μN=
1
2
Hmg なので
mu'=umg·AB
AB =
24g
別解 仕事 = 運動エネルギーの変化 の関係を用いる。
動摩擦力の仕事が負であることに注意して(重力と垂直 3
摩擦熱で考え
る方が分かり
やすい
抗力の仕事は0)
ーumg-AB=0-寺mu (以下, 略)
mu°
2
別解運動方程式 ma=
-μmg より
02-v=2a·AB から求める。
a= -μg
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Aに至るまでの過程で加えられた力については考えないのですか？