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物理 高校生

この問題の解き方が下の解説を読んでも理解が出来ません💦 教えてください。よろしくお願いします。

空気の抵抗は JK=0 U=mgh 例題2 ばねと力学的エネルギーの保存 軽いばねの一端を天井に固定し, 他端に質量mの物体をつるすと, ばねは自然長からだけ伸びてつり合った。 この物体を, ばねの自然長の位置まで手で持ち上げて、静かに手をはなした。 重力加速度の大きさをgとし, 重力による位置エネルギー の基準面は、ばねの自然長の位置にとるものとする。 (1)このばねのばね定数を求めよ。 (2)ばねの自然長からの伸びがxになる点を通過するときの物体の速さがであるとする。このときと手をはなした直後で, 力学的エネルギーは保存される。 力学的エネルギー保存の式を書け。 (3)つり合いの位置を通過するときの物体の速さを求めよ。 (4) 物体が最下点に達するときのばねの伸びを求めよ。 解説 (1)このばねのばね定数をkとすると,図のBのときの 物体にはたらく力のつり合いより, B mg mg = kl よって,k= -12 mul = 0 になるため (2)図のAとCについて考え,k= 0+0+0= 1 2 m² mỏ – mgx + (3) 図のCについて, x=1として,(2)の式に代入すると, mgを を代入すると, 0000000 自然長 0 mg x² 21 K=0 つり合いの U = 0 + 0 位置 kl 00000000 Beet K=1/2m02 U=-mgl+1/k12 CK=1/23 mv2 U= mgx+1/2/kx2 0=1/2m² -mv²- mgl + -mgl 2 Vo mg x さは基準 となる。 v>0, v=√gl (4)図のDについて,求めるばねの伸びをひとすると, 最下点でv = 0 だから,(2)の式に代入すると, 最下点 K = 0 U= -mgl' + kl² 0 = - mgl' + mg_ 91,2 l' ≠ 0 だから, l'=21 21

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物理 高校生

物理基礎の力学的エネルギーの質問です。 私は写真の緑の文字のように考えました。ですが、答えは違い、解説に途中式も無いので、なぜこのような答えになるかがわかりません。 そのため途中式と、なぜ私の答えが違うのかもできたら教えて下さると嬉しいです!

56 〈張力のする仕事と力学的エネルギーの保存> 図のように,長さ[m] の糸の先に質量 m[kg]のおもりをつける。点○の真下 / [m]の 点Cには, くぎが打ってある。 おもりを点Cと同じ高さの点Aまで 持ち上げて静かにはなすと, おもりは点Bを通過したあと,点Cを 中心とした円弧を描いて最高点Dまで到達した。 重力加速度の大き さをg 〔m/s2〕 として, 次の問いに答えよ。 (1) 点Aから点Bにかけて糸の張力がする仕事を求めよ。 ~正答 0] (2)点Bでのおもりの速さを求めよ。 Ngl (m/s) gl(m/s) ●(3) 最高点Dの高さを求めよ。ただし、重力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。 「水と器がた 答 2 m (4)点の真下! (4)点○の真下/ [m]のところへくぎの位置を変えたとき,最高点Dの高さを求めよ。ただし,重 力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。」 Bの速さ=V 1Dの高さこん mgo+/m/g=mgh+/mo mg (1 - 1 ) + 1 mo² = mg0 + 1 mr² | mg0+1 m² 3419 = mgh + mo 1mv² = 1/4 1mg √ = 41mg mgh=lg んこし 20 2章 エネルギー

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理科 中学生

(3)の②が質問です。 コイルを外したら何にもない状態に戻る+レールがAと同じ高さまで存在しているから、DはAと同じ高さにあると私は考えましたが、答えはAよりも高くなるとなっています。なぜでしょうか?

4 図のように、固定したレールの水平」 部分BC間にコイルを設置し, 検流計 につないだ。 レールのA点に棒磁石を 置き,静かにはなしたところ, 棒磁石 は斜面Ⅰをすべり下り, コイルの中を 108N 斜面 I A点 斜面Ⅱ レール コイル a (b B点 C点 水平面 |検流計 ふ 通過して,斜面IのD点まで上がって, その後下った。 また, コイルの② 側から磁石のN極 を近づけると検流計は右に振れることがわかっている。 次の問いに答えなさい。 ただし,摩 擦や空気抵抗は考えないものとする。 (1) 棒磁石がB点からC点に向かってコイルを通りぬけるときの, 検流計の針の振れ方とし て正しいものを、次のア~エから選び, て正しいものを. 次のア~エから選び, 記号で答えなさい。陣の副 ア 右→0→左 左 0→右 右→0→右ウ エ 左→0→左 (2) D点の水平面からの高さは, A点の高さに比べてどうなっているか (3) 次のようにすると, A点ではなした棒磁石が斜面 II を上る高さは, D点と比べてどうな るか。 かか (1) ① コイルを巻数の多いものにかえ, 棒磁石をA点で静かにはなす。 ② コイルをとり除いて、棒磁石をA点で静かにはなす。 (2) (3) ① (7点×4) 165

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理科 中学生

(2)の答えはイなのですが、レールはA点と同じ高さまでないのに、どうしてAと同じ高さまで上がるんですか? 私の考えはレールがAよりも低い位置までしかないから、ウと答えました。

A レール 6 力学的エネルギーの移り変わり はし A点とD点を両端とする一直線 のレールを,図1のように, B点 なめ とD点の間で滑らかに曲げた。ま ふく 最下点のC点を含む水平面の 図 1 高さを基準面とした。 このレール B 基準面 図2 B. C のA点に小球を置き,静かに手をはなすと,小球はレールに沿って転がり,D点から真上に とび出した。図2は、この運動における小球の位置を一定の時間ごとに示したものの一部で ある。小球にはたらく摩擦や空気の抵抗はないものとして、次の問いに答えなさい。 (1) 小球がD点から真上に向かってとび出した直後の,小球にはた 6の答え らく力の向きを示した矢印としてもっとも適当なものを、次のア ~エから選び, 記号で答えなさい。 (1) ア イ ウ I (2) → 高さ D (3)C: D= C (2) D点からとび出した小球は,最高でどの高さまで上がるか。 次 のア~ウからもっとも適当なものを選び, 記号で答えなさい。 A点と同じ。 ア A点より高い。 ウ A点より低い (3) A点で小球がもつ位置エネルギーが,D点で小球がもつ位置エ ネルギーの4倍だった場合, C点で小球がもつ運動エネルギーと D点で小球がもつ運動エネルギーの比をもっとも簡単な整数の 比で答えなさい。 I

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