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物理 高校生

基本例題の㈢の式の、二分の一k(X−X0)二乗の意味がよくわかりません。教えてください🙇

- 発展例題 24 ばね振り子の力学的エネルギー。 図のように, 天井に固定された軽いばねに質量mのおも りをつるしたところ, ばねが自然の長さから x だけ伸びた 点0で静止した。 おもりを下に引き, 点0からばねがαだ け伸びた点Aで静かに放した。 重力加速度の大きさをgと する。 (1) このばねのばね定数はいくらか。 (2) おもりが点Oを通過するときの速さはいくらか。 (3) おもりが達する最高点の,点0からの高さはいくらか。 「考え方] 弾性力と重力による運動力学的エネルギーが保存される。E=K+U=一定 解答 (1) ばね定数をkとすると, 点0 での力のつりあいから, kxo-mg=0 よって,k=mg XCO ...1 (2)点を重力による位置エネルギーの基準とする。 点0でのお もりの速さをひとすると,点A と点 0 での力学的エネルギーは 等しいから, -meat 0+ (−mga) +1¹k (xo+a)² = mv² +0+kx² 3/2 k ①.②から1/2/ka²=1/12m² よって,v=aymm 1, 5. 仕事と力学的エネルギー 57 =a^ A ①③から12/2/ka²/12/2k.xよって、x=a , g Xo (3) 最高点では速さは0になる。最高点の点Oからの高さと すると,点Aと最高点での力学的エネルギーは等しいから, 0+(-mga)+1/12k (x+a)^=0+mgx+1/2/k(x-xa)? ACCESS 3 発展問題 37 仕事と運動エネルギー なめらかな水平面上に静 止する質量mの物体に, 一定の向きに大きさFの力を 2.Fo 加えたところ、物体は力の向きに直線運動をし, F と物 体の移動距離xとの関係は図のようになった。 (1) x=0~xo, x=x0~2xo, x=2x0~3xo, x=3x~4.xCo FA For 0 自然の長さ 200000000年 で Xo A 000000000 [補足] (3) 点Oをおもりの変位 xの原点とし, 鉛直上 向きを正の向きとする。 このとき, 自然の長さ の位置はx=x である。 0<x<xの場合: ばねの伸びは x-x xx の場合: ばねの縮みはx360 ⇒最高点の位置が どちらの場合でも、 弾性力による位置エ ネルギーは k(x-x)² 頻出重要 2x 3.x 4.xo x

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物理 高校生

どうしてこの解き方はダメなのですか?

注意 解答はすべて解答用紙の指定された解答欄に記入すること。 1824 解答用紙の余白は計算に使用してもよいが,採点の対象とはしない。 〔I〕 以下の問いに答えよ。 VJE 図1のように,長さL 質量 3m の木材が水平でなめらかな床の上に置かれて いる。この木材に大きさの無視できる質量mの弾丸を速さで水平に打ち込む。 木材は打ち込まれた弾丸と同じ方向に動き出し,やがて木材と弾丸は一体となっ て動いた。木材は弾丸が打ち込まれても回転することも倒れることもないとする。 & CO また、弾丸が木材にくいこんでいくときに, 重力の効果は考えなくてよく弾丸 と木材との間にはたらく力の大きさは一定とし,その大きさをFとする。 KERJAVO 34 208 $1600* 1. 弾丸が木材に入り始めてからその中で止まるまでの時間を求めよ。 2.弾丸が木材の中で止まって一体となって動いているときの速さを求めよ。 3.弾丸が木材の中で止まるまでの間に失われた全力学的エネルギーを求めよ。 4. 弾丸が木材の中で止まるまでの間に、 木材が移動した距離を求めよ。 5.弾丸が木材中を移動した距離を求めよ。 6.弾丸が木材を貫通するために必要な弾丸の最小の速さを求めよ。 弾丸 木材 L M1

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