(3)の途中式をcos とかsin を使わないバージョンで教えて欲しいです

基本例題16 仕事 基本問題 129 図のような, 水平となす角が30℃のなめらかな斜面 AC がある。 質量40kgの物体を斜面上でゆっくりと AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを 9.8 m/s2 として,次の各問に答えよ。 (1) 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) 力Fがした仕事は何Jか。 (3) 物体にはたらく重力がした仕事は何Jか。 指針 (1)「ゆっくりと引き上げた」 とは, 力がつりあったままの状態で、物体を引き上げ たことを意味する。 斜面に平行な方向の力のつ りあいの式を立て,Fの大きさを求める。 (2)(3) 「WFxcos」を用いる。 解説 (1) 物体にはたらく力は、図のよ うになる。 斜面に平行な方向の力のつりあいか F=mgsin30* -40×9.8×1/2 1.96×10 N mgsin30 mgcos30 30° 30° mg 2.0×10N 130 A 10m、 C B (2) 物体は,力Fの向きに10m移動しているの で、仕事は, W= (1.96×10^) ×10=1.96 × 10°J 2.0×10'J (3) 重力と物体が移動する向きとのなす角は 120°である。 重力がする仕事 Wは、 W'= (40×9.8)x10xcos120° =-1.96×10'J -2.0x10'J 別解 (3) 重力は保存力であり、その仕 事は、重力による位置エネルギーの差から求め られる。点Aを高さの基準とすると、点Cの高 さは10sin305.0mであり、仕事は、 W-0-mgh-0-40×9.8x5.0 --1.96×10'J -2.0x10'J

解説は書いてありますが、sin とか cos とかまだ習ってないので、sin とか使わないver の途中式教えてください！

図のような, 水平となす角が30°のなめらかな斜面 AC がある。質量40kgの物体を斜面上でゆっくりと AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.8 m/s として,次の各問に答えよ。 (1) 物体を引き上げる力の大きさは何Nか。 (2)Fがした仕事は何か。 (3) 物体にはたらく重力がした仕事は何Jか。 指針 (1) 「ゆっくりと引き上げた」 とは, 力がつりあったままの状態で, 物体を引き上げ たことを意味する。 斜面に平行な方向の力のつ りあいの式を立て,Fの大きさを求める。 (2)(3) W=Fxcose」 を用いる。 解説 (1) 物体にはたらく力は、 図のよ うになる。 斜面に平行な方向の力のつりあいか ら、 F=mgsin30° =40×9.8× 2 =1.96×102N 2.0×102N ③③ N mgsin30° mgcos30° 130° 30° mg A 130° 10m F 基本問題 129 C B (2)物体は,力Fの向きに10m移動しているの で、仕事は, W= (1.96×102 ) ×10=1.96×10°J 2.0×103J (3) 重力と物体が移動する向きとのなす角は 120°である。 重力がする仕事 W' は, W'=(40×9.8)x10xcos120° =-1.96×103J - 2.0×10 J 別解(3) 重力は保存力であり、その仕 事は、重力による位置エネルギーの差から求め られる。 点Aを高さの基準とすると,点Cの高 さは10sin30°=5.0mであり,仕事 W' は, W'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 =-1.96×10 J -2.0×10J

物理のエネルギー保存則の問題です。 この問題の(2)は等加速度直線運動の公式を使って解くことは出来ないのでしょうか？？ 等加速度直線運動の公式は摩擦があると使えないということなのですか…？？ 教えていただきたいです！！

34 力学 [11] エネルギー保存則 質量mの小球Pと3mの小物 体Q を糸で結び、Qを傾角30°の 斜面上の点Aに置き、糸を斜面 と平行にし、滑車にかけてPを つるす。 斜面は点Aの上側では 滑らかであるが、下側は粗く、 Qとの間の動摩擦係数は 1/3で P m Vo +1 Vo 3m → C 30° ある。Pに鉛直下向きの初速vo を与えたところ, Qもひで点Aから動 き出した。 重力加速度をgとし エネルギー保存則を用いて答えよ。 ((1) Q の達する最高点Bと点Aとの距離はいくらか。 (2) はやがて下へ滑り点Cで止まった。 AC間の距離Lはいくらか。 Level (1) ★ (2) Point & Hint Pの重力 mg よりもQの重力 の斜面方向の分力 3mg sin 30° の方が大きいので、静かに放せ →ばQ が下がりPが上がる状況。 運動方程式でも解けるが、エ ネルギー保存則で解かなければ ならないし、そのほうが早く解 ける。 !!! (1) 摩擦がないので力学的エネ Base 力学的エネルギー保存則 12m+位置エネルギー=一定 ※位置エネルギーには、重力の位置エ ネルギー mgh やばねの弾性エネ ルギー -hx2 などがある。 摩擦がないとき成り立つ。 厳密には 非保存力の仕事が0のとき成り立つ。 ルギー保存則が成り立つがPとQが糸を通して力を及ぼし合い、エネルギーの やり取りをしているので, PやQ単独では成立しない。 全体(物体系)について扱 うこと。運動エネルギーと位置エネルギーの総量が保存されるが、失われたエネ ルギー=現れたエネルギーとすると式を立てやすい。 (2) 元の位置に戻ったときの速さをまず押さえたい。 その後は摩擦があるので、摩 擦熱を取り入れ、エネルギー保存則を立てる。 摩擦熱=動摩擦力×滑った距離

1番下の式に重力を斜面方向に分解した分力の仕事が書かれないのは何故ですか？ 運動中は働かないということですか？

チェック問題 3 滑車と放物運動 図のように, 上端に滑車のつい 傾角30°の粗い斜面がある。質量 mの台車Aの上に質量mの球Bを 乗せ、軽い糸で滑車を通して質量 4mのおもりCにつなげ, 全体を静 かに平板上に置いた。 台車は, 動 摩擦係数 3 やや 15分 B m A 4m 130° の斜面上Lだけ登り, 滑車に衝突すると, 球はその 3 ときの初速度で空中に飛び出していって最高点に達した。 (1) 球が飛び出す速さ はいくらか。 (2)球が飛び出した位置からはかった, 最高点の高さんはい くらか。 ただし, 最高点での球の速さは √3 -v となる。 2 解説 (1) 速さを問うので,エネルギーで解 こう。 まずは,動摩擦力から出してみよう。 図a で, 台車と球の斜面と垂直方向の力のつ り合いの式により 垂直抗力Nは, N N F N = 2mg cos30°=√3mg -30° 2mg よって、動摩擦力の大きさ Fは, 図 a F=3NV3 x √3mgmg... ① 3 3 ここで, 台車と球に注目して 《仕事とエネル ギーの関係》を立てると、 「3要素」は(ばねナシ), L T 1-1+ 前 (速さ0) (高さ0とする) 前 30° 後 (速さ), (高さはLsin30°= 前 2 高さ 0 とする 図 b 0+(-FXL)+(張力T)×L=122mu2+2mg × 12L となるね。 未知 この式からは求まるかい? 2

この問題の解説に、「重力による位置エネルギーの差が重力のする仕事になる」とあるのですが、なぜですか？重力は保存力なので力学的エネルギーは保存されます。なのに運動エネルギーをガン無視してるように思えます…仕事とエネルギーってどういう理解をしたらいいのでしょうか…

回回 基本例題 23 仕事 112 解説動画 0.20m 60° A 長さ 0.20mの軽い糸に質量 5.0kgのおもりをつけた振り子 がある。 図のように, 糸が鉛直線と60°の角をなす位置Aから おもりを静かにはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/s^ と する。 おもりがAからBまで移動する間に、糸が引く力がおも りにする仕事 W. [J], 重力がおもりにする仕事 W2 〔J) をそれ 5.0kg ぞれ求めよ。

なぜ0のときに動摩擦力がはたらいて、xのときには水平方向の力が働くのかが分かりません。 解説お願いします🌀

リードC 第6早仕事と子 113 仕事 あらい水平面上に質量mの物体を置き, 壁との間をばね定数kのばねでつないだ。 ばねが自然の長 さの状態から,手で水平に物体に力を加え, ばねの伸びが mi xになるまでゆっくりと引き伸ばした。手によってなされた仕事Wはいくらか。面と 物体の間の動摩擦係数をμ', 重力加速度の大きさをg とする。 [センター試験 改] 基

物理の質問です。 非保存力とは保存力以外の力で、重力や弾性力や静電気力以外の力だというのはわかるのですが、物体に繋がってる糸を切るときの力は非保存力ですか？？

(2)の問題で質問です。 なぜ点cの物体の速さは0なのでしょうか。 ずっと14m/sと考えてはダメな理由を教えて貰えると 助かります🙏

思考 161. ジェットコースター 図のように、Ca 台車が速さ 14m/sで点Aから出発し,鉛 直面内にある直径7.5mの円形のレールを 一周し,斜面をのぼる。 面はすべてなめら かであるとして,重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 次の各問に答えよ。 水平面か 14m/s 00 らの高さ 68 自 7.5ml A Abo (1) 円形のレールの最高点Bにおける台車の速さはいくらか。 (2) 台車が斜面上の最高点Cに達したとき, 水平面からの高さはいくらになるか。 (3) 円形のレールを外し, 水平面と斜面だけのコースとする。 同じ速さで点Aから出 発したとき,台車が達する最高点Cの高さは変化するか、変化しないか。 例題20

解答は ⑴-1.8J ⑵3.6N です。 解説していただきたいです🙇

5 保存力以外の力が仕事をする場合 (p.86) p.86) ☑ 図のように, 傾きの角30°のあらい斜面上を,質量 4.0kgの物体が静かにすべりだした。 斜面にそって距 離 0.50m だけすべったとき, 物体の速さは2.0m/sで あったとする。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 2.0m/s 0.50 m 30° あらい斜面 (1)この間に動摩擦力がした仕事 W[J] を求めよ。 (2) 物体にはたらく動摩擦力の大きさ F'[N] を求めよ。

仕事と力学的エネルギーです。この2枚目のやり方でやる方法が理解できません。変化がなぜ2分の1kx^2になるのでしょうか？どなたか教えていただきたいですm(_ _)m

リードC] 第6章■仕事と刀学的エネルギ m 113 仕事 あらい水平面上に質量mの物体を置き, 壁との間をばね定数んのばねでつないだ。 ばねが自然の長 さの状態から,手で水平に物体に力を加え, ばねの伸びが になるまでゆっくりと引き伸ばした。 手によってなされた仕事Wはいくらか。面と 物体の間の動摩擦係数をμ'′, 重力加速度の大きさを」とする。 [センター試験 改]