3 重力
例題
弾性力のする仕事
次の問いに答えよ。 重力加速度の大きさを9.8m/s² とする。
質量 0.50kgの物
体に外力を加え,
なめらかな円筒面
にそって物体を点
0から点Aまで
ゆっくり運ぶ。
(a) 重力のする仕事 W, 〔J〕 を求めよ。
(b) 外力のする仕事 W2〔J〕 を求めよ。
2.0m
0
(UA>0)
A
基準水平面
(U=0)
解 重力による位置エネルギーの基準を点0の高
さとする。
点Aでの重力による位置エネルギー UA [J] は
U=mgh=0.50×9.8×2.0=9.8J
(a)O→Aで,重力は負の仕事をする。 その仕事
は位置エネルギーの差から求められる。
(初め)
Wi= 0 -U=0-9.8=-9.8J
(b) 外力はW, と同じ大きさで正の仕事をする。
W2=9.8J
注 O→Aで運動エネルギーは変化しないので、
仕事の合計はW,+W2 = 0J. である。