8 運動の規則性,力学的エネルギー |
図1のように,直線状のレールを使って水平面と斜面の
ある軌道Xと軌道Yをつくり,それぞれの軌道で小球の運
動のようすを調べる実験を行った。 軌道Xの経路 ABCD
と軌道Yの経路EFGHIJは同じ長さであり、破線で結ばれ
ている軌道上の各点はそれぞれ同じ高さである。 小球には
たらく摩擦力や空気抵抗は無視できるものとして,あとの
問いに答えなさい。 ただし, 小球がレールの接続部を通過
するときに, 接続による影響を受けないものとする。また,
斜面の傾きはどれも同じであり, 小球がレールからはなれ
ることはないものとする。
図1
軌道X
B
<実験 1 >
図1の軌道X上
の左端であるA点
から小球を静かに
はなしたところ,
D
図2
軌道Y
F G
HI
軌道X
D
B
小球は AB間を
下ったのち,B点, C点を通過した。手をはなしてから
小球がB点に達するまでのようすを、1秒間に8回の割
合で点滅するストロボの光を当てながら写真を撮影し
た。 図2はその模式図である。
(1) AB間を運動する小球の平均の速さは何m/sか, 求め
なさい。 ただし, A点からB点までの長さは, 75cmと
する。