理科の力学的エネルギーの問題です。

理科

中学生

解決済み

2年以上前

理科の力学的エネルギーの問題です。
この問題の(3)，(4)番が、解答を見てもどういう意味か分かりません‥
簡単に説明していただけると嬉しいです!!

図3のように,A点を離れたおもりがC点に来たとき, おもりを支える糸が切れた。その後のおもりの動きはア~ウのどれか。 [ ] ON □14 図4のように、A点を離れたおもりがD点に来たとき, おもりを支える糸が切れた。その後のおもりの動きはア~ウのどれか。図2 620 ] 基準面 OH ア on 図3 基準面 F ヘアイ図4. 基準面 04

(1) ア (2) ウ (3) イ (4) イ【解説】 (1) 位置エネルギーと運動エネルギーはたがいに移り変わるが, その和 (力学的エネルギー) は常に一定である。 (2) 力学的エネルギーは常に一定で、位置エネルギーの大きさは基準面からの高さで決まるので, 振らせ始めの高さまで上がる。 (3) 糸が切れるとおもりの運動の向きは、おもりをつるす糸に垂直な方向になる。 (4) D点で糸が切れ, おもりが飛び出したあとで最も高くなる点では, おもりは動いている(図4では右方向)ので、運動エネルギーをもっている。したがって, 力学的エネルギーの一部は運動エネルギーのままである。そのため、このときの最も高くなる点でのおもりの位置エネルギーは、ふりこがつながっている時のA点・ E点での位置エネルギーより小さい。よって,基準面の高さまでは上がらない。

力学的エネルギー

回答

✨ ベストアンサー ✨

きらうる

2年以上前

(3)
ひもがつながれていた場合、基準面であるA点と同じところまでおもりは上がります。
しかし、途中でひもが切れた場合、同じ高さまで上がることはありません。
C点で糸が切れた場合、C点ではおもりは真横右向きの速さを持っています。なので、上に上がることはありません。
真横にボールを投げると上に上がることがないことと同じことです。

(4)
運動エネルギーとは、動いている物体が持っているエネルギー、
位置エネルギーとは、高いところある物体が持っているエネルギーです。
D点で糸が切れた場合、おもりは右斜め上向きに動いている途中なので、その方向に動いていきます。そして、最高点では解説にあるようにおもりは動いているので、運動エネルギーを持っています。
なので、最初の高さであるA点までは上がらずに落下する「イ」が正解になります。

、