✨ Jawaban Terbaik ✨
エネルギー と書くと長いので略記してEと書きます
(1) (はじめのE)＋(された仕事)＝(終わりのE)
によってWが計算できます
(2) 動摩擦力が物体にする仕事はつねに進行方向と逆向きで、その大きさも一定値μ'mgなので
W＝(μ'mg)×(移動距離)
で求められます
(3)軌道内での接線成分の運動方程式を立てましょう
(4)まずは点Bでの運動Eを求めましょう
そのためには、(1)の式を再度使う必要があります。
(点AでのE)＋(A→Bまでにされた仕事)＝(点BでのE)
を利用しましょう
運動Eが出れば速さもわかるため、あとは円運動の公式より向心方向の加速度もわかります
(5)接線方向の力は動摩擦力です
向心方向の力は(4)と運動方程式より求められます
この２つの力を合成したものがFになりますね
(3)水平面内での運動なので重力は考えなくていいです。働いていることには働いているでしょうが、軌道の床面からの垂直抗力で打ち消されるので鉛直方向の力は働いていないことと同じになります
物体に働いている力は軌道の床面からの摩擦力と側面からの垂直抗力です
(4)伝わりづらかったかもしれませんが、上に書いた
(点AでのE)＋(A→Bまでにされた仕事)＝(点BでのE)
の式を使って求めます。 A→Bまでにされた仕事は、(2)で使った
W＝(μ'mg)×(移動距離)
の式を再度利用することで求められます
ありがとうございます。
(4)の場合位置エネルギーは考慮する必要はありますか？
一応確認なのですが、問題の図は横から見た図ではなく真上から見た図になっています。横から見ると下のような運動になっており、物体に高さの変化はありません。机の上で物体を転がしていると考えてもよいです。なので位置エネルギーが変わることはなく、考慮する必要はないです
図までつけていただきありがとうございます。横から見た図と勘違いしておりました。
なんとか解けました。丁寧に解説していただき本当にありがとうございました。
解けて何よりです(｀・ω・´)
回答ありがとうございます。
いくつか質問してもよろしいでしょうか。
(3)について、物体に働く力は摩擦力と重力だけでいいでしょうか？
(4)について、点Bのエネルギーはどのように求めるのでしょうか。保存力以外の力が働いているので位置エネルギーと速度エネルギーの和では表せないですよね？
よろしくお願いします。