物理
高校生
解決済み
(2)の問題って位置エネルギーのことは考えなくていいんですか？
やり方教えて欲しいです！
76 I章 カ学I
157.滑車とカ学的エネルギーe 図のように,なめらかに回
転する軽い定滑車にかけた糸の両端に、質量2.7kgの物体A
と質量2.2kg の物体Bを結ぶ。A, Bを同じ高さで支え, 静
かに支えを取ると, Aは下向きに, Bは上向きに運動を始め
る。はじめの位置を重力による位置エネルギーの基準とし,
2.0m移動したときについて, 次の各間に答えよ。ただし,
重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。
(1) A, Bの重力による位置エネルギーの和はいくらか。
(2) A, Bの速さはいくらか。
B
2.0m
2.0m
A
指針
物体AとBは, 重力(保存力)と糸の張力を受けて運動する。 糸
OA,
は、その両端で同じ大きさの張力をおよぼすので, A, Bに等しい大き
さの仕事をする。A, Bの運動する向きから, 糸の張力はAに負, Bに
正の仕事をするので, AとBをまとめて一体とみなすと, 仕事の和は 0
となる。したがって, AとBをあわせた力学的エネルギーは保存される。
解説)(1) A, Bの重力による位置エネルギー UA, Usは,
U=2.7×9.8× (12.0)J
したがって,位立置エネルギーの和びは,
(2) 運動を始めた直後では, A, Bはいずれも基準の高さにあり, 速さ
が0なので,力学的エネルギーの和は0となる。 2.0m移動したとき
のA, Bの速さをっとすると, 力学的エネルギー保存の法則から,
上向き
るが、
上向
Aは
され
Ug=2.2×9.8×2.0J
U=UA+Ug=-9.8J
下
た
;×2.7×p"+×2.2xp"ー9.8=0
v=4.0
×2.7×v°+
×2.2×パー9.8=0
U=2.0m/s
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ほんとですね！ありがとうございます！