おそらく系全体のエネルギー保存の式を考えようとしているのだと思いますが、アはその方法では解けません。
ここではAを板で支えてゆっくりと動かしているのでAにおける力の釣り合いから、板からAに働く垂直抗力が0となる位置を考えてください。
ちなみにのんさんが行った方法で解けない理由は、系全体が板に対して仕事をしているため力学的エネルギー保存が成り立たないからです。(1)全体でエネルギーの差から系が板に対してした仕事を求める問題となっています。
わからない点があれば是非質問してください(ﾟ∀ﾟ)
糸の張力をT、板からAに働く垂直抗力をNとします。
Aについて釣り合いを考えると、
M_Ag =T+N
Aが板から離れる時N=0なので、
T=M_Ag
この時AはDだけ下降しているのでBはD/2だけ上昇している。
よってBについての力の釣り合いを考えると
M_Bg+kD/2=2T
これにTの値を入れて整理してやるとアの答えが出ます。
MBg+kD/2=2T
この式で、kD/2が、-kD/2にならないのはどうしてですか？
AがDだけ下降しているので、BはD/2だけ上昇していますよね。
よってバネは自然長からD/2だけ縮んでいます。
従って弾性力は鉛直下向きに働きます。
M_Bg+kD/2=2Tの式を立てる時に、鉛直下向きの力を左辺に鉛直上向きの力を右辺にしたのでマイナスはついていません。
鉛直上向きを正として書いてやると
2T-M_Bg-kD/2=0
とすることができますが、先ほどの式と等価なので考えやすい方で良いと思います。
弾性力の働く向きをそもそも勘違いしていました
元に戻ろうとする力だから下向きなんですよね
あとの問題も解けました
明日テストなので、頑張ります
ありがとうございます
無事解けたようでよかったです。
テスト頑張ってください＼(^-^)／
ありがとうございます
力学的エネルギー保存則が成り立たないのはわかったのです
が、どういった釣り合いの式を立てればアの解答につながるのですか？
アを出す立式がなかなか出来ず、また行き詰まってしまいました