力学的エネルギーの保存則 です 「バネにおもりをつけると、バネは伸びて静止した」ときと「自然長までおもりをもちあげて、静かにはなした」 ときとでは何がどのように違うのですか。 よろしくお願いします🙇

①7 力学的エネルギー保存則 [物理基礎 (物基707) 類題19] 図のように, ばね定数 [N/m] のばねの上端を固定し,下端に 質量 m[kg]のおもりを取りつけると, ばねは伸びておもりは静止 した。この点をAとする。 この後, ばねが自然の長さになる所ま でおもりを持ち上げ, 静かにはなした。重力加速度の大きさを ・g[m/s2] とし、ばねは鉛直方向にのみ運動するとする。 (1) 点Aでのばねの伸びα [m] を求めよ。 (2) おもりが点Aを通過するときの速さ [m/s] をm, g, kで 表せ。 (3) おもりが最下点に達するときのばねの伸びx [m] をaで表せ。 eeeeeeeee 自然の長さ eeeeeeeee A

重力による位置エネルギーに、なぜマイナスがつくのですか？ 宜しくお願いします🙇

17 力学的エネルギー保存則 [物理基礎 (物基707) 類題19] 図のように、ばね定数 [N/m] のばねの上端を固定し,下端に 質量 m[kg] のおもりを取りつけると, ばねは伸びておもりは静止 した。この点をAとする。 この後、ばねが自然の長さになる所ま でおもりを持ち上げ, 静かにはなした。 重力加速度の大きさを g [m/s2] とし, ばねは鉛直方向にのみ運動するとする｡ (1) 点Aでのばねの伸びa [m] を求めよ。 (2) おもりが点Aを通過するときの速さ [m/s] をm, g, kで 表せ。 (3) おもりが最下点に達するときのばねの伸びx [m] を ②で表せ。 weeeeeeeee 自然の長さ 42 lllllllll m

力学的エネルギー (2)の途中式を教えてください🙇

発展例題 24 ばね振り子の力学的エネルギーー 図のように、天井に固定された軽いばねに質量mのおも りをつるしたところ, ばねが自然の長さからだけ伸びた 点0で静止した。 おもりを下に引きOからばねがαだ け伸びた点Aで静かに放した。重力加湿度の大きさを」と する。 (1) このばねのばね定数はいくらか。 この 解答 (1) ばね定数をkとすると,点での力のつりあいから, 平面上に kxo-mg=0 よって, k=mg XCO FACIEEJATIO (2) 点Oを重力による位置エネルギーの基準とする。 点0 でのお もりの速さを”とすると,点Aと点0での力学的エネルギーは 等しいから, 平 HOMO (2) おもりが点0 を通過するときの速さはいくらか。たし D (3) おもりが達する最高点の, 点0からの高さはいくらか。 考え方 弾性力と重力による運動力学的エネルギーが保存される。E=K+U=一定 0+ (−mga) + ¹k(x₁+a)² = 1 {mv ² + 1/2 kxo ²1 stb... h② 23 2 k =a. ①,②から1/12/ka²/12/2mu よって,v=q = a√3/1² = m Vxo 最高点の点 0 からの高さをxと になる。 000000000 9 ①.③から1/2/kd2=1/12/kx²2 よって、x=a 35, -kx2 よって, x=a 自然の長さ cxo 0000000000 F000000000 a 補足 (3) 点0 をおもりの変位 xの原点とし, 鉛直上 向きを正の向きとする。 このとき,自然の長さ の位置はx=x である。 ・ • 0<x<xの場合: ばねの伸びは x-x xx の場合: ばねの縮みはx-xo 最高点の位置x が (3) 最高点では速さは0 どちらの場合でも, 弾性力による位置エ すると,点Aと最高点での力学的エネルギーは等しいから、ネルギーは 0+(-mga) + 1/12/k(x+a)^2=0+mgx+1/12k (x-x)?…. ③ 1/k(x-x₁) ² JIM OR*

【3】の問題の答えは力学的エネルギー保存で求めてるんですが運動方程式を使ったやり方ではできないのでしょうか？

例題 44- ばね定数k (N/m) のばねにm[kg]のおもりP をつり下げて静止させた。 重力加速度の大きさを g [m/s*] とする。 (1) ばねの伸びはいくらか。 (2) Pを下から支えてばねを自然長にもどし、 急に 支えをはずす。 Pはこの位置から最大どれだけ下がるか。 (3) この後,Pは単振動をする。 Pの速度の最大値v はいくらか。 (1) (重力)=(弾性力) より mg = kl :. [= mg (m) (2) P はつり合いの位置を振動中心として単振動するので, 1 = 2mg (m) (3) 点Oを重力による位置エネルギーの基準にとる。 点 AにおけるPの速さは0なので, 力学的エネルギー保 存則は Em xét +12/2x00 ×0² + mgl = 1/2mv³+½kl² + mg x 0 X (点O) (点A) 左辺に mg = kl を代入して 1/ kľ² = 1 +mv³² Vo=1₁ = √2=9√(m/s) k x0°+. llllllllll (点A) ( 点0 ) P ellereelle 自然長 上A (参考) ①1/2kx²xをつり合いの位置からの距離と考えれば, mgh は, 立式の際, 考える必要がないことを意味している。したがって,次のよう な形で,力学的エネルギー保存則を適用してもよい。 11/12mx+2/12/k1=1/2/m+1/2kx0 中心-0 Vo 下端

（1）がわかりません。 答えは4.0sの時なのですが、AとＢの速度が一緒になった時になぜ距離が最大になるのか分かりません。

思考 27.2 物体の運動 物体AとBが,図のv-tグラフ のような速度で, 一直線上を動いている。 時刻 t=0s のとき,両者は同じ位置にあったとして,次の各問に 答えよ。 (1) 0≦t≦8.0s の範囲において, AとBの間の距離 が最大となる時刻は何か。 ↑v[m/s] 8.0 2.0 0 A 4.0 B (2) 0≦t≦8.0s の範囲において, AとBの間の距離 が最大のとき, その値は何mか。 (3) AがBに追いつく時刻 tは何sか。 (4) 0≦t≦8.0s の範囲において,時刻 0s での位置からの移動距離 x[m〕を縦軸,時刻 t[s]を横軸にとり, A, B の x-tグラフを1つの図にまとめて描け。 (岐阜聖徳学園大改) t[s] 8.0

なぜ、h/sinθとなるのですか？

例題2 仕事の原理 水平面との角度をなす, なめらかな斜面を使って 質量m[kg]の物体を, 高さん [m] 持ち上げるため に加える仕事がmgh [J] であることを示せ。 ただし, 重力加速度の大きさをg [m/s2] とする。 【解法】 物体にはたらく力は,重力 mg [N] と垂直 抗力であり,この合力の大きさはmgsin0 [N] であ る。物体を持ち上げるとき、 他の力とつり合う力を加 えればよいので、持ち上げるために加える力の大きさ はmgsinoである。 物体を移動させるために, 斜面に沿って移動させる 29 ん であるから 持ち上げるた 距離は sino めに加える仕事W [J] は, 29 W=mgsin 0x ん sino 口 重力と垂直抗力の合力 mg sing ffee Hon 垂直抗力 30 -)-( high ) [1] 持ち上げるた めに加える力 mg sin 重mg J sin

例22の（2）ですが、どうしてP通過時に弾性力による位置エネルギーがかかるのですか。基準面にあるので、位置エネルギーは無く運動エネルギーだけだと思いました。教えて欲しいです、よろしくお願いします。

v² = 49 ゆえに v=7.0m/S 基本例題 22 力学的エネルギーの保存 →104~108 解説動画 質量mの小球を軽いばねでつるしたところ. ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。 このときの小球の位置を点Pとする。重力 加速度の大きさをg とする。 (1) ばね定数をm, d, g で表せ。 (2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さvをmd,g で表せ。 [POINT 解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0 (2) 点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。 点 Q, P間での力学的エネルギー保存則より 0+mgd+0= 1/2mv²+ v² +0+1=1 / kd² (1) の結果を代入して, vについて解くと mgd= 1=1 !== // mv² + 1/{ xmg xd² £>> v=√gd ・X よって 2 d 指針 (2) 点Qと点Pそれぞれについて, ① 運動エネルギー, ②重力による位置エネルギー, ③弾 性力による位置エネルギーを考え,力学的エネルギー保存則の式を立てる。 よってk=mg d & Illllll 伸び d kd PO Img T P td- eeeeeee 伸び 0 ①運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③弾性力による位置エネルギー K==mv² U=mgh V=1/1/2k.x2 U ORE 0000000 伸び d 速さ RECE (1 (2 指針 解答

下の写真のような状態のとき、球が動かないのは力がつり合ってるからですか？また、つりあっているとしたら、どの力がつりあっているのですか？🙏💦

F lle eeeeee 30°

力のつり合い 解答の図示が行われているところで、なんでそこがcosθになるのかがわかりません。教えてください🙇

発展例題 13 斜面上の物体にはたらく力のつりあい 傾きの角が30°のなめらかな斜面上にある, 重さ W [N] の物体に, 斜面に平行な 方向に力を加えた場合(図1) と, 水平方向に力を加えた場合 (図2), 物体はともに 斜面上で静止した。 図 1, 2 W Fi W において,物体に加えた力の 大きさを Fi〔N〕, F2〔N〕, 物 体が斜面から受ける垂直抗 力の大きさを Ni〔N〕, N2〔N〕 図 1 とするとき,F, と F2, N1 と N2 の大小関係をそれぞれ式で表せ 考え方 解答 図1′から, F1=Wsin30°- =/w -W〔N〕 (001) 図1:斜面に平行な方向と垂直な方向に力を分解 図2: 水平方向と鉛直方向に力を分解 - N₁=W cos30°= √3W(N) 2 >US 図2′から, F2=N2sin30°,N2cos30°=W 小 よって, N2=cos30° W 2√3 3 別解 図1”:力Fと垂直抗力 Nの合 力が,重力 W とつりあう。 図2":力 F2と重力 W の合力が 垂直抗力 N2 とつりあう。 図から明らかに, Ni<N2 130° 3010082 N₁ さてWsin30。 toitara 30° W 図1 30° W EROT HOW 図 1 + W cos30° 30° F1 コ各方向ごとの力のつりあい A>N₂ RENOZ) H N₂sin30° 図 2 ACCESS 3発展問題 A 1複斜面上の2物体の力のつりあい 図のように、開 傾きの角が30°60°のなめらかな複斜面の上に, 重さ F₂ REA 3 W(N), F₂=N₂=¹3W(N) +31(061) _Fi<F₂, №₁<N₂ √3 N₂ HOBO STEE 30°W 図2 $120SS N₂cos30° Be F2 A WA 30° WYS Mamm 図 2" F2 また,F1=Wsin30°= 1/21W[N], F2=Wtan30°= 1/3W [N] よって,Fi<F2 ŠŠ √3 とに立てる (S) ・頻出重要 B

物理の問題です🧸 正答は、選択肢5になります。 “物体が動き始めた時の力の大きさ”なので、動摩擦力F´＝を求めるのかと思ったのですが、解説ではT(引く力)＝を求めていました。なぜ引く力が、物体が動き始めた時の力の大きさになるんでしょうか？

【No. 40】 図のように、 傾斜角0の粗い斜面上に静止している質量 mの物体を加える力を少しずつ大きくしながら斜面に沿って矢m 8 入印の方向に引っ張った。 物体が動き始めたときの力の大きさとし て最も妥当なのはどれか。 ただし、物体と斜面との間の静止摩擦係数をμ,重力加速度を gとする。 1. ( cos 0 - μ sin 0 ) mg 2. (- cos 0 + μ sin 0 ) m g 3. (sin0 +μsin0) mg \ 4. (sin0-μcos()mg 5 (sin0+μcos() mg IT.04 88 .a TEE 08.0