Question

えいじ

全然分かりません！
わかる方教えて下さい！

0
(6)
⑤ ばね定数kの軽いばねに質量mの小球Pを取り
付けて滑らかな水平面上に置く。 Pに質量Mの
物体Qを押し付けて, ばねが自然の長さからa
だけ縮んだ位置で静かに放す。 すると, P, Q は
動きだし, ばねが自然の長さに戻ったとき Q は
Pから離れた。
7229400
14200
200
mgx
t
k
P Q
00000000m M
(3)
a
(1) 初めαだけばねを縮める際に押し付ける力
のした仕事を求めよ。
(2)Pから離れるときのQの速さを求めよ。
5000×9.8×2
(3) ばねの自然の長さからの伸びの最大値 dを
35
求めよ。
x (4)その後、ばねの伸びが 1/23dとなる点でのP
20×9.8
の速さをaを用いて表せ。
ge
(1)
|(4)
(各7点)

Answer 1

しゅわっちい

こんな感じです！

えいじ

有難うございます！
でも、わからない部分があって、⑵のPとQが離れた時自然長に戻るのは分かるのですが、物体Qが離れるのに何故足すのですか？

しゅわっちい

物理は結構この辺際どいですが、物体が離れる瞬間の前後は速度が同じと考えます。
なので離れる直前と直後の速度が同じという事で2物体の運動エネルギーは同じ速度Vを共有しています。
また、物体Qは遠くにすべっていきますがこの運動エネルギーはどこから得たのか？
答えはバネに蓄えられていたエネルギーです。
バネの位置エネルギーがPの運動エネルギーとQの運動エネルギーに分かれたんです。
そう考えると納得いきませんか？
そして、Pが離れた後にバネに蓄えられるエネルギーは当然最初より少ない(Qが持っていったから)ためバネの伸びdはaよりも小さいです。

えいじ

なるほど、理解できました。
解説ありがとうございます。