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物理 高校生

力学的エネルギー保存の法則の問題です。 (1)までは分かったんですが、 (2)の法則の式を立ててから、なんで次にそうなるのかが分かりません。教えて貰いたいです!

2\m 1.01 12.0m 発展例題12≫ ばねと力学的エネルギー保存の法則 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,次の各問 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。 指針 物体は重力と弾性力だけから仕事を 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 (1) はじめの皿の位置を高さの基 準にとる。 図(b)の位置と図 (c) の位置とで,力 学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 BALL 0=-mgx+ mx02+=kx2 +1/2/kx (a) (b) (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。 JANU |00=(1/kxo-mg) xo 2mg k 発展例題 13 2 図のように 水平の Xo=0, 摩擦のある斜面上の運動 6. 力学的エネルギー 77 000000 発展問題 162 TOT) 000000 000000円 x=0 は解答に適さないので, xo= 新日 2 PROREK 25/mv² = -1/2 k (x-mg ) ² + m² g ² (8) k 2k vが最大値をとるときのxは, この式が最大値 をとるときの値であり, x=- tar 152mg (c) (2) 距離x下がった位置での物体の速さをv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 1 0=-mgx+1/2mv²+1kx2 ³²3 (1) mg k xo 2 th th 2 p > ■発展問題 161, 165 Ear NIK 第Ⅰ章 力学Ⅰ

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理科 中学生

中3 理科 物理についてです。 (7)でなぜこうなるのかが分かりません。 教えてください!!

1 図1は、小球を点Aからしずかにはなし, ループコースター上を転がしたときのようすを模式的に表したものである。 また、各点の高さは点B,F,Gを含む水平面を基準にしてはかったものとし,点C, Eの高さは円形にしたレールの 最高点である点Dの高さの半分であるとする。これについて,次の問いに答えなさい。 ただし、小球はレールからはな れることなく運動し, レールと小球の間の摩擦と空気の抵抗は考えないものとする。 図1 B Ep ac O F O G H 基準面 図2 EO エネルギーの大きさ 力学的エネルギー 小球のもつ 位置エネルギー (1) 小球がFG間を転がるときの運動を何というか。 その名前を書け。 (2) 運動する物体がもつエネルギーを何というか。 その名前を書け。 (3) 点Cと点Eでの小球の速さの大小関係を等号、不等号を用いて示せ。 (4) 次の文は,小球が点Hを通過したとき 小球にはたらく力と小球の 運動について説明したものである。文の中の ( ① ) ( ② ) にあてはまることばをそれぞれ書け。 E D C 小球の位置 小球には,運動の向きと ( ① ) 向きの力がはたらいているため, 小球の速さはだんだん ( ② )なる。 (5) 図1で,点Hを通過した後, 小球はどの高さまで進むと考えられるか。 次のア~エから1つ選び, その記号を書け。 ア 点Aと同じ イ点Aより高い ウ点Dと同じ 点Dより高く点Aより低い (6) 点A~Hの中で,小球のもつ (2)のエネルギーの大きさが等しくなる点の組み合わせとして正しいものを、次のア~ エからすべて選び, その記号を書け。 ア 点Aと点D イ 点Bと点F ウ点Eと点C エ点Aと点Ⅱ (7) 図2は,点Cから点Eまで小球の運動中のエネルギーの大きさの変化を表したものである。 点Cから点Eまでの小 球のもつ(2)のエネルギーの大きさを図2に示せ。 ただし, 小球のもつ力学的エネルギーと位置エネルギーの大きさ をそれぞれ太線で示している。 (8) 点Fと点Gの間にうすい布をはり、一定の大きさの摩擦力がはたらくようにし, 同様の実験を行うと小球の到達す る最高点は (5) に比べどうなるか。 簡単に書け。 (9) (8) のようになる理由を 「力学的エネルギー」, 「熱エネルギー」ということばを用いて簡単に書け。 |1 (1

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