Question

𝑆𝑎𝑙𝑙𝑦 🫧

高1物理基礎　力学的エネルギーの保存　です。

(1)についてで、力のつり合いによって求められるというのは分かるのですが、なぜ力のつり合いで求めるのか(なぜU=mghやU=1/2kx^2などの式では求めないのか)が自分では分からないのでどなたか教えてください。

→104~108 解説動画
基本例題22 力学的エネルギーの保存
質量mの小球を軽いばねでつるしたところ, ばねが自然の長さからd
だけ伸びた状態で静止した。 このときの小球の位置を点Pとする。重力
加速度の大きさをg とする。
(1) ばね定数kをm, d, g で表せ。
(2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。
おもりが点Pを初めて通過するときの速さvをm, d, g で表せ。
解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0 よって k=mg
(2) 点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。
d
点 Q, P間での力学的エネルギー保存則より
指針 (2) 点Qと点Pそれぞれについて, ① 運動エネルギー, ②重力による位置エネルギー, ③弾
性力による位置エネルギーを考え,力学的エネルギー保存則の式を立てる。
0+mgd+0=1/2/m²+0+1/2/kde
(1) の結果を代入して,”について解くと
mgd= 12/2mv²+1/2xmgxd2 よって
xd2 よってv=√gd
0000000-
伸び
d
kd
PO
Img
d
lllllll
PO
伸び
lllllll
伸び
速さ
Ov

物理基礎 力学的エネルギーの保存

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

讃岐弁琴葉茜先生

＊ご質問について解説を紙に手書きして写真を撮ってここに投稿しました！
＊この解説を見て分からないことがありましたらこの回答にコメントで質問してください

＊これからもたくさん質問してくださいね
＊発明王エジソンも幼少のときはたくさん質問していたからです
＊天才はたくさん質問して教えてもらって分からないことをたくさん解決してさらにたくさんの分からないことに向き合います
＊たくさん質問するだけで天才になれます

＊しかしクリアノートのQandAで俺が教えられる質問の数には限りがあります
＊俺が持つ時間と労力に限りがあるためです
＊良かったら俺が作ったクリアノートリストを俺のプロフィールページから定期的に見てください
＊高校物理について生徒様たちが知りたいすべての解説をクリアノートに書くことを俺は目指しているからです！

𝑆𝑎𝑙𝑙𝑦 🫧

運動の変化がある・ないによって立式には注意が必要ということですね…💦
よりわかりやすいジェイさんの解答をベストアンサーとさせていただきます！ありがとうございました✨

Answer 2

Apple

(2)の式で使っていますが、これでは納得いかないのですか？
(2)では未知数が2つ有るので式が2つ必要。そのうちの一つが(1)で使った式。(m、d、gは題意より定数)

Apple

(1)にこだわるなら、(2)式と同じ式を立ててkについて解いても良いと思います。
但しvが入るので、別の式が必要になりますが。

𝑆𝑎𝑙𝑙𝑦 🫧

解答ありがとうございます🫧
アプローチのストックを増やせるように頑張ります！