理科
中学生
解決済み

ウになる理由を教えてほしいです

回答

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台車にかかる力は重力(鉛直下向き)と机が物体を押す力と糸が物体を引く力です。(「記録タイマーは物体の運動に影響を及ぼさないものとする。」と書かれていませんが、通常そのように考えるので無視します。)
図14において、手を離したあと進行方向にかかる力は糸が台車を引く力のみで、この大きさは0.6Nです。
図15において、手を離したあと進行方向にかかる力は糸が台車を引く力(斜面上向き)と、重力の分力(斜面下向き)がかかります。糸が台車を引く力(斜面上向き)は0.6Nで図14と同じなので、重力の分力がかかる分だけ図15の方が、進行する向きにかかる力は小さくなります。ゆえに、0.1秒(単位秒数)あたりに進む距離(速度)の増え幅は少なくなるので、点線より立ち上がりが遅くなります。
床におもりがついたあとは、図14の方は進行方向に力が加わらないので慣性の法則にしたがって等速の運動をします。等速になることは記録タイマーを見てもわかる通りであり、単位秒数あたりに進む距離=速度は一定になるので、点線のグラフのように距離は時間に比例し直線となります。
一方で図15の方は進行方向と逆向きに重力の分力が加わり続けるので、速度が落ちていくことになり、aが負の二乗に比例する関数のような挙動となります。

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