Question

学生

こちらの問題についてです。答えは「2」になります。位置エネルギーがだんだん減少して運動エネルギーが増加するのは分かるのですが、どうして曲線のようになるのかが分かりせん。教えていただけたらありがたいです

問5 Kさんは,仕事や物体の運動について調べるために、次のような実験を行った。これらの実
験とその結果について,あとの各問いに答えなさい。ただし、(質量 100gの物体にはたらく重力
の大きざを1N とし, 摩擦や空気の抵抗,糸の質量,糸ののび縮みは考えないものとする。
S
[実験) 次のの~⑤の順に操作を行った。
0 平らな斜面をもち,上部に滑車がついた台を用意
滑車
し、水平面上に固定した。
糸
2 滑車に糸を通し,一方の端に,質量 160gの小球を
手で
引く
小球
斜面
とりつけた。小球は, 水平面と斜面の両方に接する
水平面
位置に置き,これを初期状態とした。 図1は, この
図1
ときのようすを模式的に表したものである。
小球
3 滑事に通した糸を手で引き, 水平面からの高さが
Xcm
40.0cmの位置まで,一定の速さで小球を引き上げた。
初期状態
図2は,このときのようすを模式的に表したもので
40.0 cm
ある。この操作で小球が移動した距離はxcmだった。
図2
4
図2の小球を手で押さえて, 小球から糸をとりはずした。
6 小球から静かに手を放したところ, 小球は斜面を下り, 水平面上では等速直線運動を行った。

(エ[実験]の⑤で, 小球から手を放してか
1.
2.
らの時間と,小球の位置エネルギー, 運
エ
エ
動エネルギーの大きさの関係を,グラフ
に表すことにした。このグラフとして最
0
0
も適するものを右の1~4の中から一つ
時間
時間
選び,その番号を答えなさい。ただし,
4.
水平面を位置エネルギーの基準の高さと
し,位置エネルギーのグラフは点線で
運動エネルギーのグラフは実線で,それ
0
0
ぞれ示している。
時間
時間
エネルギー
3エネルギー