Question

ゲスト

この問題の（c）において、物質の重さとバネの弾性力が釣り合って、k x ＝m g
x＝m g/kとしたんですが、なぜ間違っているんですか？？
あと、解説を見たら、「物体は重力と弾性力だけから仕事をされ」と書いてありますが、なぜ物体が皿から受ける垂直抗力は仕事をしないんですか？？

紹設に刻輝/ ばねと力学的エネルギー保存の法則 "

ばね定数をの軽いばねに質量の無規できる忠をのせ,
図(4)のように鉛直に立てる。図(b)のように, 質量の
物体を手でもって忠の上にのせ, 急にはなすと物体は振  1
動を始めた。重力加速度の大きさをのとして, 次の各問   中

に答えよ。                         @
(⑪) 物体が最下点にきたとき, 物体ははじめの高さか  と   に
ら距離 x。下がっていた(図(c))。x。 はいくらか。      0

(2) 物体の速さが最大となるのは、 はじめの高きからいくら下がったとこ

堅誕譜 物体は重力と弾性力だけから仕事を
きれ, その力学的エネルギーは保存される。

(1) 最下点での物体の速さは 0 である。     :

(?) 物体の連さが最大となるとき, 運動エネル :
ギーも最大となる。そのときの位置を求める。 :
還答 () はじめの四の位置を高さの基
準にとる。図(b)の位置と図(c)の位置とで,力 :

 

 
 

  
  

0 は解

(2) 距離+下がった位置での物体の速さをゥと
する。図(b)の位置とこの位置とで, 力学的エ
ネルギー保存の法則の式を立てる。

  

 

屋き  5
0ニーgx+テオテル

学的エネルギー保存の法則の式を立てる。       Jam=-す4 研か信た
0=ーow+すx+す               | 。が最大値をとるときの*は, この式が最大人

ま            ニ の
0-(はsg)s wat 他   をとるときの値であり.ァーー

Answer 1

Taka

・最下点(x=x0)のときに、つりあっていないためです。
つりあいの式が成り立つときは、「ずっと静止しているか、等速で直線運動をしているとき」です。
つまり加速度が0の時です。
今回はこれから物体は上へ行こうとしており、加速度は0ではありません。kx0＞mgとなっています。

・実際は物体は「重力」と「接触している皿からの垂直抗力」を受け、この２つが仕事をしています。
皿の質量は無視しているので、皿はないものとして考えられます。
バネから直接押されてると考えて垂直抗力ではなく「バネの弾性力」が仕事をしているとしています。

Taka

というより、物体と皿が一緒に動くから１つの物体と見て、ばねから弾性力を受けてるとした方がいいのかな
そのとき皿は質量が0なので影響なし