Question

鮫嶋

（３）の解き方がよくわかりません
どうやってこの式になったのか、重力だけでなく張力もはたらいてないのか
その部分が特にわからないので教えて下さい

I ー
図のように、長さ3.2m の軽くて伸びない糸に質量
2.5kgのおもりをつけ,糸が鉛直線と 60°をなす位置まで
おもりを持ち上げてから静かにはなした。
(1)はなした後におもりにはたらく力の名称を答えよ。ま
た、おもりをはなしてから最下点を通過するまでに,こ
れらの力のした仕事をそれぞれ求めよ。
(2) おもりをはなした直後における,おもりがもっている運動エネルギー,および最
下点を基準の高さとしての重力による位置エネルギーを求めよ。
(3) 最下点でのおもりの速さを求めよ。
(4) 最下点を通過してから,おもりが達する最高点の最下点からの高さを求めよ。
3.2m
60°
2.5 kg

ンサー A
事 W=Fscos@
Ds0は変位のカ方向
成分であることに注意
解答(1) おもりにはたらく力は, 重力と張力カである。重力の大
きさ mg は 2.5×9.8N, 変位の重力の方向の成分sは, 図より、
3.2-3.2cos60°=1.6[m]である。したがって, 重力のした仕事
chapter
6
-*を W[J] とすると, W=mg×s=2.5×9.8×1.6=39.2=39(J)
張力の向きと変位の向きは常に垂直なので, 張力のした仕事は0J
(2) おもりを静かにはなした直後は速さが0なので, 運動エネルギ
5。
ーサーB
ーは、
-×2.5×0°=0[)
2
エネルギー - mu
による位置エネルギー
…重力による位置エネルギーは, 2.5×9.8×1.6=39.2=39J]
(3)(1)より重力のみが仕事をするので, 力学的エネルギー保存の法
則が成り立つ。最下点での速さを»[m/s] とすると, 力学的エネ
ルギー保存の法則より,
サーC
的エネルギー保存の
0+39.2=;×2.5×ぴ+2.5×9.8×0
よって、ひ=5.6[m/s]
っの力学的エネルギ
(後の力学的エネル
(4) 最下点を通過してから, おもりが達する最高点の最下点からの
高さをh[m]とすると,最高点では速さが0になるので, 力学的
エネルギー保存の法則より,
よって,h=1.6[m]