理科
中学生
解決済み

(2)の解説をお願いします🙇‍♀️
答えは、ウです

4 金属球の振り子の運動とエネルギーとの関係について調べるために,次の実験を行った。 あとの問いに 答えなさい。 (山梨) [実験] 天井 ① 図1のように,金属球をAの位置まで持ち上げて静止させた。その後,静か に手をはなし,金属球が点0の真下で最も低いBの位置を通過し,Cの位置ま で運動したようすをストロボスコープを用いて撮影した。 図1は撮影した連続 写真をもとに金属球の運動のようすを模式的に表したものである。 ② 図2のように, 点0の真下にある点Pの位置にくぎをうち, 金属球がBの位 置を通過するときに,糸がくぎにかかるようにした。次に, ① と同様に,金属 球をAの位置に静止させ, 静かに手をはなした後の金属球の運動のようすを調 べた。 (1) 実験の① において, 金属球の位置がAからCに変わるときの金属球のもつ位置 エネルギーの変化は、図3の破線 (------) のように表すことができる。 このとき, 金属球のもつ運動エネルギーの変化は,どのように表すことができるか。 図3の 点線を利用して, 図3中に実線(-) でかけ。 (2) 実験の② において, 糸が点Pのくぎにかかった後, 金属球はどの位置まで上が ると考えられるか。 図4のア〜エから1つ選び, 記号で答えよ。 | (1) 図3にかく。 (2) 図 1 糸 A 金属球 図2 糸 Ap 金属球 エネルギー 図 4 A O 糸 AD 金属球 P O OB B PK 天井 ○ア OI C 天 ウ

回答

✨ ベストアンサー ✨

力学的エネルギーの保存 で考えます。
はじめAの位置で静止した状態からスタートしますのでAの高さ分のエネルギーをもっています。
このエネルギー量は保存されますので、くぎにかかったあとも、Aと同じエネルギー分の高さまであがります。

れい

回答して下さったのに、気づくの遅くてすみません
まだよく分からなくて、
Aの位置は、位置エネルギーが最大、運動エネルギーが0なので
アとイの位置エネルギーは、位置エネルギーが最大であるAよりも大きいので、力学的エネルギーが保存されていないので当てはまらない。
そもそも、釘にかかった後、つまり球が1番右まで行った時に位置エネルギーが最大(Aと同じ)でないといけないので、ウってことですかね?

桃夏

そうです。
金属球は右側でも最高の位置で一瞬止まります。
このとき
位置エネルギーは最大
運動エネルギーは0 なので、
最初のAと全く同じ条件(高さ)になります。

れい

理解できました✨
ありがとうございました🥰

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