Question

こつぶ

答えは
問3が2で問4が4です！
やり方教えてください🙇‍♀️

この問題で言う弾性エネルギーとは1/2kx²のことではないんでしょうか💦

物理基礎
B
図2のように,水平面とのなす角度が 30°のなめらかな斜面の上端に固定され!
た支柱に軽いばねの一端を取り付け, 他端に質量 mの物体を取り付けて静かに
放したところ,ばねが自然の長さがらdだけ伸びた状態で, 物体は斜面上で静止
した。ただし,重力加速度の大きさをgとする。
の0~0のうも
支柱
m
4 F000000000
30°
トス
水平面
図 2
問3 物体が静止した状態において, ばねに蓄えられた弾性エネルギーを表す式
として正しいものを, 次の①~⑥のうちから一つ選べ。
12
0
0mgd
@ mgd
3
mgd
4
@ mgd
x
6 mgd
6mgd
2
問4 ばねを自然の長さから 3dだけ伸ばした状態から物体を静かに放した直後,
物体に生じる加速度の大きさを表す式として正しいものを, 次の0~⑥のう
ちから一つ選べ。
13
0 4。
13
29
の
g
O g
O 29
ma
86
12 32
の

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

のりざえもん

こんな感じだと思います🤔

こつぶ

ここが3なのはなんでですか!?💦

のりざえもん

問3の一番最初に立てたつりあい式で、伸びが3倍になるということは、3mgsin(30)=k(3d)となるので、この状態における運動方程式を立てる必要があるからです👍

こつぶ

なるほど！！分かりました！！ありがとうございます😭✨

こつぶ

自然長から伸ばした状態から手を離すので斜面方向上向きに動くのかなと思ったんですけど、
3mgsin30°-3kdが正ってことは下向きに動くんですか!?

こつぶ

あと手で持ってたから釣り合って3mgsin30°だったんですけど手離してからもそうなんですか!?
だとしたらma=0になっちゃわないですか!?💦

のりざえもん

手を離した直後は斜面を登るように上へ運動しますが、結局は単振動の動きになるので、斜面上を上下に振動するように動きます。また、題意から加速度の「大きさ」を求めよということで、結局は絶対値を取るわけなので、正負を逆にしても問題ないです👍

のりざえもん

もちろん斜面上向きの加速度を求めよということであれば、ma=3kd-3mgsin30とする必要があります。

こつぶ

なるほど！！

のりざえもん

ma=0になってしまうのでは？という質問に対してですが、少し難しく考えすぎですね笑笑
つりあい式というのは、運動方程式の加速度がa=0（運動していない状態）のとき成立します。今回の問題は、手を静かに離した直後（運動が始まった瞬間）なのでa≠0でma=0にはなりません👍

こつぶ

手を離しても3mgsin30°から変わらないですか!?

のりざえもん

手を離した直後（瞬間）の運動方程式を立てる上では変わりません。

こつぶ

そーなんですね！！最後まで丁寧にありがとうございます🙇‍♀️🙇‍♀️

のりざえもん

がんばってください👍👍👍

こつぶ

ありがとうございます！！！頑張ります！！😭✨