Question

とろろ

物理　力学的エネルギーの問題です。
(3)の解答にあるcos120°とはどこのことですか？
また、重力の進んだ距離は10sin30°だと思ったのですがどうして違うのでしょうか？

AからCまで引き上げた。重力加速度の大きさを9.8
ACがある。質量 40kg の物体を斜面上でゆっくりと
図のような,水平となす角が30° のなめらかな斜面
基本例題17 仕事
6.カ学的エネルギー 71
基本問題141
ACがある。質量 40kg の物体を斜面上でゆっくりと
IC
10m
m/s° として,次の各問に答えよ。
m 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。
(2) カ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。
130%
A
B
(1)「ゆっくりと引き上げた」 とは,
指針
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=Fs cos0 を用いる。
解説
うになる。斜面に平行な方向の力のつりあいか
(2) 物体は,カFの向きに10m移動しているの
で,仕事W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)×10×cos120°
=-1.96×10°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
(1) 物体にはたらく力は, 図のよ
ら、
-2.0×10°J
F=mgsin30°
N
1
=40×9.8×
2
mgsin30°
mgcos30°
=1.96×10°N
2.0×10°N
130°
30°
mg
-2.0×10°J

力学的エネルギー 仕事 重力

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

理系のおっさん

たしかにこれはわかりづらいですね…
重力と移動方向の角度になります。
この角度のcosがマイナスということは、力と反対側に押されてしまい、重力が逆に仕事をされる形になっています。
これをマイナスの仕事をするとも表現します。

実際には重力の逆方向に10sin30°持ち上げたと考えたほうがわかりやすいと思います。

とろろ

ありがとうございます
120°ってそこのことなのか！
すごくわかりづらい解答だったんですね
自分の考え方が合っていて安心しました。
ありがとうございました。