Question

なぎさ

②の問題についてです。答えは ア です。力学的エネルギーは一定ではないのですか？問題文が間違っていますか？

図7
(2) 図7のように, 上部に定滑車をつけた
斜面を床に固定し, 質量 400gのおもりを
斜面の最も低い位置に置き, おもりとモー
ターを、 定滑車を通した糸で結ぶ。 ただ
し,おもりから定滑車までの糸は斜面と
平行であるものとする。
① 図7のモーターに電圧をかけ, 糸を
等速で巻き上げて, おもりを斜面に沿っ
て1.5m 引き上げたところ, おもりの
・おもり
斜面
床からの高さは60cmであった。 このときのおもりを引く力の大きさは何N か計算して答え
なさい。ただし,100gの物体にはたらく重力の大きさを1N とし,定滑車や糸の質量は無視
でき, おもりと斜面の間にはたらく摩擦や定滑車の摩擦はないものとする。
②おもりが斜面に沿って等速で引き上げられている間において, おもりのもつ力学的エネルギー
の大きさは,どのようになっていくと考えられるか。 次のア~ウの中から1つ選び,記号で答え
なさい｡
ア増加していく。
イ変わらない。
1.5m
定滑車
糸
214
ウ減少していく。
モーター
-直流電源装置
160cm

3 (1) 0.2
(2)1 1.6
② ア
(3) 電磁誘導

② おもりが斜面に沿って引き上げられて
いるとき, おもりの速さが等速なので, 運
動エネルギーの大きさは変わらず, おもり
の高さが高くなっていくので、 位置エネル
ギーの大きさは増加していく。

位置エネルギー 運動エネルギー 力学的エネルギー

Answer 1

ぶちお

「周りから力が加えられない」という条件で、力学的エネルギーは一定です。周りから力が加えられる例としては摩擦力なども挙げられます。今回はおもりが引き上げられており、力が加わっています。なので力学的エネルギーは一定にはなりません。あとは解説の通り、等速なので運動エネルギーは変わらず、位置は高くなるので位置エネルギーが大きくなります。よって両方を合わせた力学的エネルギーは増加します。

なぎさ

とてもわかりやすいです(TT)ありがとうございます！