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物理 高校生

"重力による位置エネルギー"と"重力がした仕事" は別物ですか?? 写真の(3)の問題で疑問に思いました、、 私は、マイナスがない答えになりました、、、

基本例題15)仕事 基本問題 131 図のような,水平となす角が30° のなめらかな斜面 ACがある。質量 40kgの物体を斜面上でゆっくりと AからCまで引き上げた。重力加速度の大きさを 9.8 m/s° として, 次の各間に答えよ。 (1) 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) カFがした仕事は何Jか。 (3)物体にはたらく重力がした仕事は何Jか。 IC 10m E 130° A B (1)「ゆっくりと引き上げた」 とは, 指針 力がつりあったままの状態で, 物体を引き上げ たことを意味する。斜面に平行な方向の力のつ りあいの式を立て,Fの大きさを求める。 (2)(3) W=Fscos0を用いる。 (2) 物体は,カFの向きに 10m移動しているの で,仕事Wは, W=(1.96×10°) ×10=1.96×10°J 2.0×10°J (3) 重力と物体が移動する向きとのなす角は 120°である。重力がする仕事 W' は, W'=(40×9.8)×10×cos120° :-1.96×10°J (1) 物体にはたらく力は, 図のよ うになる。斜面に平行な方向の力のつりあいか 解説 ら, -2.0×10°J F=mgsin30° N 別解 (3) 重力は保存力であり,その仕 事は,重力による位置エネルギーの差から求め られる。点Aを高さの基準とすると,点Cの高 さは 10sin30°=5.0mであり, 仕事 W' は, W'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 =-1.96×10°J 1 =40×9.8× 2 mgsin30° mgcos30° =1.96×10°N 2.0×10°N 130° 30° mg 8tm-2.0×10°J 由8A

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物理 高校生

(2)の問題なのですが、速さの最大を求めるのにvの2乗=の形にしないのはなぜですか?

第一章 00000 発展例題12) ばねと力学的エネルギー保存の法則 発展問題 162 ばね定数kの軽いばねに質量の無視できる皿をのせ, 図(a)のように鉛直に立てる。図(b)のように,質量mの 物体を手でもって皿の上にのせ,急にはなすと物体は振 動を始めた。重力加速度の大きさをgとして,次の各間 に答えよ。 (1) 物体が最下点にきたとき,物体ははじめの高さか ら距離 x。下がっていた(図(c))。xはいくらか。 (2) 物体の速さが最大となるのは,はじめの高さからいくら下がったところか。 TO11年) |0x 3 3 指針 され、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。 (2) 物体の速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。 解説 準にとる。図(b)の位置と図(c)の位置とで,カ 学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 TOS 物体は重力と弾性力だけから仕事を 2mg Xo=0 は解答に適さないので,xo=- 4 (2) 距離x下がった位置での物体の速さをひと 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。 (1) はじめの皿の位置を高さの基 I +xbu -=0 2 -+auと mーー(xー+ 2g ひが最大値をとるときのxは, この式が最大値 mg \2 I 47 x4-+:0×u+x6u-=0 0=x (Bu_"xy)-0 をとるときの値であり、x= mg (8計車な Buz 0% 4

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物理 高校生

力学的エネルギーの質問です! 丸してる(4)の質問なんですが、 2枚目の線を引いたところのような 足し算になるのはどうしてですか?

A) 標準問題 必開28.〈あらい斜面上の物体の運動) 図のように,水平面との傾き(0) を変えることのできる板の上 に質量Mの物体Aが置かれている。 ひもの一端を物体Aにつな ぎ、そのひもを板と平行に張って滑車にかけ,その他端に質量 m(m<M)の物体Bを鉛直につり下げる。重力加速度の大きさ を g,板と物体Aの間の静止摩擦係数, 動摩擦係数をそれぞれμ, として次の問いに答えよ。ただし, ひもは伸び縮みせず, 滑車 はなめらかに回転し, 滑車とひもの質量は無視できるものとする。 (1)板を水平にしたところ, 物体Aは静止した。 Mとmはどのような条件を満たすか答えよ。 (2)板をゆっくりと水平面から傾けていったところ,水平面と板のなす角度が 0。をこえたと き,物体Aが斜面にそってすべり落ちた。物体Aがすべりだす直前に受ける垂直抗力Nを, M, g, Oo を用いて表せ。また, 静止摩擦係数μを, M, m, θ。を用いて表せ。 (3)物体Aがすべり落ち始めた直後に板の傾きを固定したところ, 物体Aは大きさaの加速 度で等加速度運動をした。ただし, このときの水平面と板のなす角度は Ooと考えてよい。 (a)ひもの張力の大きさをTとして, 物体A, 物体Bについての運動方程式を求めよ。 (b)加速度の大きさaを, M, m, @o, μ', gを用いて表せ。 (4)物体Aは等加速度運動を始めてから板の上を距離1だけすべり落ちた。このとき,物体 Aの力学的エネルギーの変化量 4UAは正,負,または0のいずれになるか, その理由とと もに答えよ。 A B [12 奈良女子大

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