Question

いけ

物理基礎 力学的エネルギー

(4)重力と逆向きに変位した理由が分かりません
重力がした仕事なので、重力の向きと同じなのではないですか？？

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29
基本例題 27
仕事
右図のように,傾き 30°の滑らかな斜面上に置かれた質量2.0 kgの物体を,斜面
に沿って力Fを加えて点Oから点Pまでゆっくりと 10mだけ引き上げた。重力
加速度の大きさを 9.8m/s° とする。
(1) 加えた力の大きさFは何N か。
(2) 加えた力がした仕事 W は何Jか。
(3) 垂直抗力がした仕事 Waは何Jか。
(4) 重力がした仕事 Ws は何Jか。
P、p
0
10m
30°
等速でゆっくりと動かすとき, 物体にはたらく力はつり合っている。重力の斜面
方向の成分 mgsin30° と加えた力の大きさ Fは等しい。
考える
解説)
(1) 重力の斜面に平行な成分と加えた力の大きさは等しいので,
mgsin30°
F= mg sin 30°= 2.0 × 9.8 ×
9.8N
2
mg
30°
(2) 力の向きに 10m移動したので, Wi= 9.8× 10 = 98 J
(3) 垂直抗力と移動の向きのなす角は 90°であるので, Wa=0J
(4) 重力と逆向きに,10sin 30° [m] =D 5.0m変位したので、
Ws = 2.0 ×9.8×(-5.0) =-98J
5.0m30%
10m
重力と逆向き
の変位
重力

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

塾講師 「たおたん先生」

おおざっぱに言うとまず公式は
「仕事」=「力」×「距離」
ですね。
この公式の「距離」というのは「力」の方向にどれだけ動いたかなのですが、力の方向を＋として考えた距離を使います。なので力の向きと実際に逆方向に動いてしまった時はマイナスとして計算します。

例えば大きな荷物を何人かでとある場所まで押して運んでるとしてみんな目的に近付くように協力して押しており、1人だけ逆方向から押し返しているとします。ですが人数的にその邪魔をしてる1人の努力もむなしく荷物は目的に向かって動いているとします。

その邪魔をしている1人のした仕事(努力)は実際の結果「荷物を目的に運んだ」に対してプラスではなくマイナスなのは分かりますか？

つまり仕事は実際の結果(動いた方向)に協力をした力がプラスになり、邪魔をした力がマイナスになるように、公式「仕事」=「力」×「距離」の距離は力の方向と実際の動いた方向が反対の時に計算上仕事の値がマイナスになるように力の向きをプラスとして実際の動いた距離を考える訳です。

Answer 2

もや

簡単な思考実験をしましょう。
鉛直上向き正
ボールを投げ上げ、頂点に達しました。
この間変位は正ですね。
ですが重力は下向きです。

力と変位は向きが必ずしも一致しません。
あまり固定観念にとらわれないでくださいね