Question

大学生

(2)についてです。答えは以下の通りなのですが、線引きした部分がなぜ成り立つのか分かりません。Cから飛び出したのであれば、高さがCを越えるので、「力学的エネルギー＝運動エネルギー」でないのでしょうか。ここになぜ「力学的エネルギー＝運動エネルギー+『重力の位置エネルギー』」が入るのか分かりません。

基本例題19 弾性力による運動
なめらかな水平面ABと曲面BC が続いてい
る。 Aにばね定数 9.8N/m のばねをつけ, その他
端に質量 0.010kgの小球を置き, 0.020m 縮めて A
はなす。 重力加速度の大きさを9.8m/s² とする。
00000
B
基本問題 138, 146
0.40m
(1) 小球は, ばねが自然の長さのときにばねからはなれる。 その後, 小球は, 水平面
AB から何mの高さまで上がるか。
(2) 水平面 ABからCまでの高さは0.40mである。 ばねを0.10m縮めてはなすと, 小
球はCから飛び出した。 このときの小球の速さはいくらか。

2
h=2.0×10-²m
(2) 飛び出す速さを v[m/s] とすると, 点Cにお
いて、小球の力学的エネルギーは,運動エネル
ギーと重力による位置エネルギーの和であり、
×9.8×0.10=1/12×0.010ײ
1/1/12
x9
×9.8×h
v2=1.96=1.42
+0.010×9.8×0.40
v=1.4m/s

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

コト

力学的エネルギー＝運動エネルギー＋位置エネルギーです
位置エネルギーが0となるのは、球が最初に置かれていたのと同じ高さにある時なので、重力の位置エネルギーが生じます！

大学生

ありがとうございます！！では重力が生じている限り、位置エネルギーが0になることはないということでしょうか？？お時間ありましたから、お答えいただきたいです🙏🏻

コト

位置エネルギーは基準となる高さとの比較で決まります。高ければ＋、低ければ－です。
この問題では、球が水平面ABにあるときには位置エネルギーが0になります。
分からなかったら言ってください！

大学生

とても丁寧な説明で、改めて位置エネルギーについて理解出来ました！！ありがとうございます！！

Answer 2

哲治

位置エネルギーの基準が直線ABのところだからです。
そこより上ではプラスの位置エネルギーを持ちます。

大学生

なるほど、、ありがとうございます！！