この問題でなぜ、力学的エネルギー保存則を使うのかが分かりません。 題名に力学的エネルギーの保存と書いていたから、非保存力は仕事をしないから立てれたんですが、初見問題で出てきたら 力学的エネルギー保存則を立てれる自信が無くて、他に力学的エネルギー保存則を使う時の理由ってありますか？

出題パターン 19 力学的エネルギーの保存 ○ 図のようになめらかな水平面となめらかな斜面を接続し、左端の壁に質量 の無視できるばねを固定する。質量mの小球Aをばねに押しつけて,αだ け縮めて静かに放すと, 小球Aはばねが自然長になったところでばねから 離れ、そのまま床の上を進み,B点を通過して斜面をすべり上がり,斜面を 飛び出して最高点まで上がり、床に向かって落ちた。 重力加速度の大きさをg, ばね定数をん, 斜面の端C点の高さをん,斜面 の傾きを45°とし、空気の抵抗は無視できるものとする。 h A B mo 45° (1) 小球A がばねから離れたときの速さ vo を求めよ。 (2) 小球AがC点に達したときの速さ を v を用いて表せ。 (3) 小球Aが斜面をすべり上がって C点を飛び出すためのαの最小値を求 めよ｡ (4) 小球AがC点を離れ, 最高点に達したときの高さLをvo を用いて表 せ。 解答のポイント! 小球は終始一貫して 「非保存力」 からの仕事を受けていないので力学的エネル ギー保存則が成り立つ。 特に放物運動においては、水平方向は等速度運動なので、 最高点での速さがC点での速度の水平成分の大きさと同じことを利用しよう。 解法 速さ (1)(2) 次ページ図 5-11 で アイウにかけて、 非保存力は仕事をしていない(垂直抗力は常に移動方 向と垂直であり仕事は 0, ばねの弾性力や重力は保存 力である)。また,各点での速させ、高さん伸び縮 みX を明記する。 高さ 伸び 縮み

157番です。解説の波線部がわかりません。なぜ張力がつり合うと一体とみなせるのでしょうか？

1.0m・0.5.x 76 Ⅰ章 力学Ⅰ 157. 滑車と力学的エネルギー図のようになめらかに回 転する軽い定滑車にかけた糸の両端に,質量 2.7kgの物体A と質量 2.2kgの物体Bを結ぶ。 A,Bを同じ高さで支え,静 かに支えを取ると,Aは下向きに,Bは上向きに運動を始め る。はじめの位置を重力による位置エネルギーの基準とし, 2.0m 移動したときについて,次の各問に答えよ。ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) A,Bの重力による位置エネルギーの和はいくらか。 (2) A,Bの速さはいくらか。 158. ばねの縮み 図1のように, なめらか な水平面上にばね定数kのばねが置かれ, Vo 端が固定されている。 質量mの物体が速さ ひでばねの他端に衝突した。 (1) 図2のように, ばねがxだけ縮んでいる ときの, ばねの弾性エネルギーはいくらか。 (2) (1) のときの物体の速さはいくらか。 (3) ばねが最も縮んでいるときのばねの縮 例題20 みはいくらか。 図 1 図2 m 2.0m B A 自然の長さ 10000000000 m x 2.0m

注のところを詳しく教えてほしいです。

カ学的エネルギーと仕事の関係 (物体のカ学的エネルギーの変化) = (非保存力による仕事) 公式

物理です． 2番と4番を教えてください。 よろしくお願いします

応用物理II R4:課題1(担当:挽野真一) 間1 図1に示したように、バネ定数kの2つのパネ につながれた質量 m のおもりが床と接している場 合を考える。おもりがつり合いの位置から x だけ ずれたとする。原点0をつり合いの位置とすると 点0からxだけずれたとき、おもりと床との間の 摩擦力を無視するとして以下の問いに答えよ。 imm X 0 図1 バネ定数 kの2つのパネに質量 mのおも りがついている。. (1) おもりの運動方程式を立てよ。 (2) (1)の運動方程式の一般解を求めよ。 (3) 初期条件として、時刻1=0 のとき、x(0) = 0, dx =%を満たす解を求めよ。 問2 図のように、パネ定数kのバネに質量 m のおもりをつけた。バネが つり合いの位置にあるとき、おもりの位置は yo であった。おもりの位 置がyになるまで下に引っ張って、おもりを静かに放した。以下の問い に答えよ。ただし、重力加速度をg、空気抵抗は無視できるものとする。 (1) おもりの運動方程式を立てよ。 (2) (1)で立てた運動方程式の一般解を求めよ。 (3) おもりの速度がゼロとなる時刻を求めよ。 Yo y 問3 直線状に2つの同じ原子が結合している水素 H2 分子の振動現象を考える。ここでは、簡単のた め原子間の結合はバネ定数kのバネで結合されているとし、水素の質量を m として以下の問いに 答えよ。重力の影響は無視してよい。 (1) 図に示すように各原子が変位しているとして、各原子の運動方程式を立てよ。 (2) (1)で立てた運動方程式から分子の角振動数を求めよ。ただし、分子の重心は静止しているとし てよい。ヒント:原子間の相対運動を記述する運動方程 式に変形すると単振動の式と同じになる。 (3) エネルギー等分配則によって、温度 T の熱エネルギ ーkT/2 が振動のエネルギーになっているとして、その時 の振幅を求めよ。 水素 水素 imó X。 図、水素分子の古典モデル。 間4 質量mの質点がx軸方向に保存力Fを受けて運動するとき、質点の運動方程式は mx= F と与えられる。この運動方程式から力学的エネルギーが保存することを示せ。 00 m

力学的エネルギーを求める問題のパターンとして ①単純に力学的エネルギーを1つだけ求める ②E前＝E後 ③E後ーE前 とかたくさんあるけどどうやって使い分ければいいんですか？使い分けが出来ずにほぼバツくらってます 力学的エネルギーというのは運動エネルギー+位置エネルギーとい... 続きを読む

(１)の問題で、物体に垂直抗力ははたらかないのですか？

リード D 第5章●仕事と力学的エネルギー 55 記106. カ学的エネルギーの保存● 巻きばねの一端を固定し, 他端に質量m [kg]のおもりをつるして, おもりを下から手で持った台で,ばねが自然の長さになるように支 える。重力加速度の大きさをg[m/s°] とする。 るさ (1)台をゆっくりおろしていくとき, x [m] だけ下がった位置で台 がおもりを支える力の大きさ F[N] を求めよ。 a 2, おもりが台から離れるときのばねの伸びx.[m] を求めよ。 モつりあい 7はじめの状態で台を急に取り去った場合, 最下点でのばねの伸び x[m] を求めよ。 おもりの最下点について, x」と x2の差が生じた理由を述べよ。 ばね定数k[N/m] の軽いつる 110 0000V000OI 自然の長さ- 00000000000

(3)の問題で、解説の最後の=R+(μ'dcosθ)まではたどり着いたのですが最後dを代入してからどのようにしたら答えになるのかが分かりません。

187.仕事と運動エネルギー ●質量2.0kg の物体が, なめらかな水平面のx軸上の原点Oを速さ 3.0m/s で通過 した瞬間から, 速度の方向を含む鉛直面内で一定の角日だ F(N) F Oト 10m け上向きに力F[N] を加えた。カFの大きさは移動ととも に右のグラフのように変化する。また, cos0=0.80 とす 8.0 る。 2.0 (1) カFが物体にした仕事Wは何Jか。 (2) 物体が x=D10m の点を通過する瞬間の速さひは何m/s 10 x [m) 100 か。 こ 代 108.保存力以外の力の仕事 ● 半径尺の円 弧状のなめらかな曲面ABがある。円弧の上 端Aと円弧の中心0の高さは等しく, 円弧の最 下点Bと0を通る線は鉛直である。その右側に HT はなめらかな水平面 BC と傾角0のあらい斜面 CD がある。いま, 円弧の上端Aから質 量mの小物体を静かにはなしたら,円弧にそってすべり降り,さらに斜面 CD にそって のほり始めたが,点Cからある距離を進んだ点Xで速度がいったん0になった。その直 後に逆もどりをして, 円弧面のある高さの点Yに達したところで再び速度が0になった。 小物体と斜面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 (1)小物体が最初に円弧の最下点Bを通過するときの速さかはいくらか。 (2) CX 間の距離dはいくらか。 (3) 小物体が逆もどりをして円弧面をのぼったときの最高点Yの高さHは,点Bを基準 にしていくらか。 R A X D B メ 末 ( 大のびの (東京電機大 改] > 105 ヒント 107. カFの分力 Fcos0のみが仕事をする。(F-x 図の面積)×cos0 が, Fのした仕事となる。 108.動摩擦力は, 斜面の上り, 下りともに物体に対して負の仕事をする。

この問題にどの公式を用いれば良いのか、また、方法など教えて頂きたいです。 高校1 物理です。 保存力以外の力だと思います。

1図のように, 傾きの角eのあらい 斜面の下端から, 質量 m[kg] の物体 を斜面にそって速さ w [m/s]ですべり 上がらせた。物体と斜面との間の動摩 擦係数をμ,重力加速度の大きさを g [m/s°] とし、斜面の下端を重力によ る位置エネルギーの基準水平面とする。 (1)斜面の下端での力学的エネルギーを答えなさい。 あらい斜画 答え: (2)物体は斜面に沿って下端からの距離 1 [m] の最高点まで達し た。最高点での物体の力学的エネルギーを答えなさい。 答え: (3)物体が斜面を運動している間に斜面から働く動摩擦力の大き さを答えなさい。 答え: (4)斜面下端から物体が達する最高点までの, 斜面にそった距離1 [m] を力学的ェネルギーと仕事の関係から求めよ。 答え: (5)物体は最高点に達した後,ただちに斜面をすべり下り, 下端 までもどってきたとする。このとき, 下端にもどってきたときの 物体の速さは, ωの何倍になるか求めよ。

ラインマーカーの0.5が出てくる理由が分かりません。 なぜですか？🙇‍♀️

基本例題 24 保存力以外の力の仕事 点Aを境に左側がなめらかで右側があらい水平面がある。 点 A より左側のなめらかな水平面上で, ばね 定数 100N/mのばねの一端を固定し, 他端に質量1.0kgの物体を置く。 ばねを0.70だけ縮めて手をはな すと、物体はばねが自然の長さになった位置でばねから離れた。 重力加速度の大きさを.8m/とする。 (1) 物体がばねから離れるときの速さvは何 m/s か。 物体はばねから離れた後右に進み, 点Aを通過して点 -0.70m-。 100 B で停止した。 P00000 (2) 物体とあらい面との間の動摩擦係数が 0.50 のと B ト-自然の長さ Aあらい水平面 き,AB間の距離1は何 mか。 ()手準性力による運動では力学的エネルギー(は保存される m.ビ-決で =0 nビ=定 2 - レ=100、0.4 く、<-7 m )カ学的工ネルギーの変化 =動壁線力がした仕事 (W=-Fx) A>100:0.が [運動エ利れだーx] 陰主家カ= ーMnge CaN ) -0.5.9.82-4.90 小×110-±x1/x7--名92 ニ ニ5 ハ5m ミ 2x4,9

(2)でどうして運動エネルギーがx²だけになるんですか？bは考えなくていいんですか？

(問1) x=bにま 1 解答 する。力学的エネ K- aーが)……(答) (間2)非保存力カのする仕事と力学 ーu'mgb=0-kx? 2u'mgb k …(答) (問3) 摩擦のある面での移動距離 ーmg-26= 2 1 kx 2 業 4μ'mgb 6+ V6°+2x (問4) Aがx=-bの位置で静止 が最大摩擦力以下であればよい。 bSmg= Cu'mg 26° (答) mg x (問5)=xでは最大摩擦力が kts=mg='mg amg エ=0で静止するまで、 非保存力 -μmgx3=0- 2μ'mg e