物理
高校生
解決済み
解説も載せています
なぜ垂直抗力を考えなくて良いのですか？
第6章 仕事と力学的
応用問題
119. 力学的エネルギーの保存 ばね定数k [N/m〕 の軽いつる
巻きばねの一端を固定し、他端に質量m[kg]のおもりをつるして,
おもりを下から手で持った台で, ばねが自然の長さになるように支
える。重力加速度の大きさをg〔m/s'] とする。
(1) 台をゆっくりおろしていくとき, x 〔m〕 だけ下がった位置で台
がおもりを支える力の大きさ F〔N〕 を求めよ。
(2) おもりが台から離れるときのばねの伸びx1 〔m〕 を求めよ。
つりあい
(3) はじめの状態で台を急に取り去った場合、 最下点でのばねの伸びx2 〔m〕 を求めよ。
(4) おもりの最下点について, x1 と x2 の差が生じた理由を述べよ。
▶123
lllllllllll
01
-自然の長さ
lllllllllll
ここがポイント
119
りつけなければばねは伸びないということである。
軽いつる巻きばねなのでばね自身の重さは無視できる。 これはばねを縦につるしても、おもり
(1) おもりを支えながら台をおろしていく場合,おもりは台が上向きに支える力によって仕事をさ
力学的エネルギーは保存されない｡
(3) 台を急に取り去った場合, おもりには保存力である重力とばねの弾性力のみがはたらくので、
的エネルギーは保存される。
解 (1) 台をゆっくりおろしているので、おもりは等速運
動をしている。 よって, おもりにはたらく力はつ
りあっている(おもりにはたらく力の合力は0であ
る)から,上向きを正として, 図aより力のつりあ
いの式は kx+F-mg=0
ゆえに F=mg-kx 〔N〕
(2) 台がおもりを支える力が0になるとおもりは台か
ら離れる。 (1) の結果において, x=x」のとき
F = 0 となるから
0-mg-kx₁
よってⅹ=
mg 〔m〕
k
自然の
長さ
ばねの
伸びx
mmmmmmmmm
Qkx
F
mg
｢ゆっくり」とは｢
りあいを保ちながら」と
ことである。
Ep
回答
疑問は解決しましたか？
この質問を見ている人は
こちらの質問も見ています😉
なるほど、分かりました
ありがとうございますm(*_ _)m