Question

学生

(1)の運動エネルギーについてです。答えは以下の通りなのですが、1番上にあって、位置エネルギーが最大なのに、運動エネルギーが「0J」でないのはなぜですか？？「投げ出した直後」だから運動エネルギーは既に働いているということなのでしょうか。

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基本問題 141
- vo(m/s)
141. 水平投射と力学的エネルギー地面から高さH
[m]の位置で,質量m[kg]の物体を水平方向に速さ。
[m/s]で投げ出した。 地面を重力による位置エネルギ
一の基準とし、重力加速度の大きさをg〔m/s²] とする。
(1) 投げ出した直後の運動エネルギーと, 重力による位置エネルギーを求めよ。
H[m〕
h〔m〕
(2) 地面から高さん 〔m〕 の位置を通過するときの, 物体の速さを求めよ。
(3) 地面に達する直前の物体の速さを求めよ。
地面

141. 水平投射と力学的エネルギー
解答
(1) 運動エネルギー:1/1/2mv²〔J〕, 位置エネルギー:mgH〔J〕
(2) v²+2g (H-h) (m/s) (3) √v²+2gH [m/s]
[指針 物体は重力 (保存力) だけから仕事をされるので, その力学的エ
ネルギーは保存される。 このときの力学的エネルギーEは、運動エネル
ギーKと重力による位置エネルギーの和である。
■解説 (1) 投げ出した直後の運動エネルギーK〔J〕は,
K= mv.² (J)
重力による位置エネルギーUは, U=mgH (J)
(2) 求める速さを v[m/s] とする。 投げ出した直後の位置と地面から
の高さん 〔m〕の位置とで, 力学的エネルギー保存の法則の式を立てる
と,
1/123mootmg=1/23 -mv²+mgh
v²=v,²+2g (H−h) v=√v+2g (H-h) [m/s]
(3) 求める速さをv[m/s] とする。 投げ出した直後の位置と地面とで
力学的エネルギー保存の法則の式を立てると
1/2mv2+mgH=12/2mv2+0
v¹²=v²+2gH v=√v+2gH (m/s)
高さん [m]の位置にお
ける運動エネルギーは
1
~mv2 〔J〕, 位置エネル
2
ギーは mgh 〔J〕である。
地面における運動エネ
ルギーは 1/12m2〔J〕位
置エネルギーはOJであ
る。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ありくい

位置エネルギーが最大だからといって運動エネルギーがないとは限りません。運動エネルギーは1/2mv^2で表せますが、今回は初速度voが与えられているため、運動エネルギーも生じるという形です。位置エネルギーが最大の時、速度が生じていなければ運動エネルギーは生じないという形です。鉛直投げ上げの時などがそうですかね

学生

確かに初速度Vo＝0と記載されていませんでしたね。とても分かりやすくためになりました！！ありがとうございます！！

学生

確かに初速度Vo＝0と記載されていませんでしたね。とても分かりやすくためになりました！！ありがとうございます！！