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物理 高校生

高1物理基礎 力学的エネルギーの保存 です。 (1)についてで、力のつり合いによって求められるというのは分かるのですが、なぜ力のつり合いで求めるのか(なぜU=mghやU=1/2kx^2などの式では求めないのか)が自分では分からないのでどなたか教えてください。

→104~108 解説動画 基本例題22 力学的エネルギーの保存 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k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m, d, g で表せ。 解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0 よって k=mg (2) 点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。 d 点 Q, P間での力学的エネルギー保存則より 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。 0+mgd+0=1/2/m²+0+1/2/kde (1) の結果を代入して,”について解くと mgd= 12/2mv²+1/2xmgxd2 よって xd2 よってv=√gd 0000000- 伸び d kd PO Img d lllllll PO 伸び lllllll 伸び 速さ Ov

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理科 中学生

(3)と、(4)がわからないです、、。解説お願いします😭(写真の二枚目は、ワークに載っていた解説です。)(答えはどちらもイです)

ル 20 (g) ] ] ] を調 なる に答 4 右の図1のように, A点で静止させた振り子のおもりから手を静かに離したと ころ, おもりは最も低いC点を通過し, E点まで達した。 次の問いに答えなさい。 ただし、摩擦や空気の抵抗はないものとする。 □(1) A点からE点までのおもりの位置と, おもりのもつ力学的エネルギーの関係 を表しているグラフを,次のア~エから1つ選びなさい。 [ ] ア 力学的エネルギー 基準面 A 動きはア~ウのどれか。 図2 H KL E 小球の速さ 〔m/s] 図3 基準面 CE A C 次の (2)~(4) のとき, おもりの動きはそれぞれどうなるか。 □(2) 図2のように, A点を離れたおもりがC点に来たとき, くぎにひっかかった。その後のおもりの上がる [ ] 高さはア~エのどれか。 (3) 図3のように,A点を離れたおもりがC点に来たとき,おもりを支える糸が切れた。その後のおもりの 動きはア〜ウのどれか。 [ ] 1(4) 図4のように,A点を離れたおもりがD点に来たとき,おもりを支える糸が切れた。その後のおもりの ] かに置く CE 図4 小球の速さ 〔m/s] 基準面 図1 H PO B力学的エネルギー -OU D E

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