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物理 高校生

この問題の(4)なのですが、解説の傍線部で-mgsinθではなく、+mgsinθにはなぜならないのですか? F0やkx3とmgsinθは逆方向に働いているので、プラスになると思うのですが…

111.斜面上のばね振り子の運動● 体が斜面に接してつり下げられている。物体の質量をm, 斜面の 傾角を0,ばね定数をk,重力加速度の大きさをgとする。 [A] 斜面がなめらかな場合について, 次の(1)~(3)に答えよ。 物体が静止しているときのばねの伸び x」 を求めよ。 (2ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合,ばねの伸 びが(1)の x」になるときの物体の速さ v」を求めよ。 (3前問(2)の場合,物体が最下点に到達したときのばねの伸び X2を求めよ。 [B] 次に,物体と斜面の間に摩擦がある場合について, 次の(4)~(6)に答えよ。ただし, 静止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ, μ'<μくtan 0 とする。 (4)斜面にそって物体を手で動かし, 静かに手を離すとき, 物体がすべらずに静止する かどうかを調べたところ,ばねの伸びが最小値X3と最大値 x, の範囲にあるとき, 物体を静止させることができた。 X3 と x4を求めよ。 (5)ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合,物体が最下点に到達したときの ばねの伸び x。 を求めよ。 (6) 物体が最下点に到達した後,再び斜面を上昇するか, 静止するかは,静止摩擦係数 や動摩擦係数などの条件による。物体が再び上昇する条件を 0, μ, μを用いて表 上端を固定したばねで物 0 (容出) 【千葉大) せ。 |00

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物理 高校生

Lsinθとはどの部分なのでしょうか?

動摩擦力のする仕事とエネルギー »| 94 95 ||100||101 例題24 エ事 質量m[kg]の物体を傾きの角θの斜面上に置き,斜面に 本 沿って上向きに初速度 o[m/s] を与えたところ, 物体は斜面 に沿ってL[m]だけすべって静止した。物体と斜面との間の 動摩擦係数を求めよ。 重力加速度の大きさをg[m/s']とする。 V0. 0 解答 物体にはたらく力は重力,垂直 抗力,動摩擦力である。動摩擦力が仕 事をするので, 動摩擦力のした仕事の 分だけ力学的エネルギーが変化する。 物体と斜面との間の動摩擦係数をμ', 動摩擦力のした仕事を W[J]とすると, W=- (μ' mgcosé) ×L ここで,(力学的エネルギーの変化) = (動摩擦力のした仕事)よ り,初めの位置を重力による位置エネルギーの基準面とすると, O(号 センサー 29 享擦力がはたらくときのよ うに,力の向きと運動の向 きが逆向きのとき, そのカ ゴした仕事は負になる。 mg サセンサー 30 擦のある面上での運動で m×0°+ mg (2 Lsin@) -5 11 mv+ mg ×0 = W 88 ,動摩擦力のした仕事の トだけ, 力学的エネルギー 「変化する。つまり, 力学 コエネルギーが保存されな -。(力学的エネルギーの 三化) = (非保存力や外力が た仕事) 2 したがって, μ'= v-2gLsin0 2gLcose A京る のよ い糸 ba こさ STEP 2 解答編 p.45~49 3 仕事の原理 滑車をいくつか用いた装置を用いて荷物を真上に引き上げた。荷物 (m]だけ引き上げるには,人が網を4s[m]だけ引く必要があった。この装置を用い こき、人が綱を引く力は, 荷物を直接持ち上げるのに必要な力の何倍か。ただし,滑 および網の重さや摩擦は無視できるものとする。 重さや摩擦の影響がないとき, 道具を用いても仕事の量は変わらない。 センサー 24コ ポンプの仕事率 仕事率が490 W のポンプを使って, 高さ 10mのところにある ークに水をくみ上げる 20公開で何m3の水もと7,L

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