物理
高校生
この問題の(4)なんですが力学的エネルギー保存則を用いて解いていますが、自分は放物運動の鉛直方向の考えを利用して解きました。
質問がそもそも自分の考え方でこの問題が解けるのか、
解ける場合何が間違っているのかを教えて欲しいです。
出題パターン
19 力学的エネルギーの保存
図のようになめらかな水平面となめらかな斜面を接続し,左端の壁に質量
の無視できるばねを固定する。 質量mの小球Aをばねに押しつけて aだ
け縮めて静かに放すと, 小球Aはばねが自然長になったところでばねから
離れ,そのまま床の上を進み,B点を通過して斜面をすべり上がり,斜面を
飛び出して最高点まで上がり、床に向かって落ちた。2009
140
重力加速度の大きさをg, ばね定数をk, 斜面の端C点の高さをん,斜面
の傾きを45°とし、空気の抵抗は無視できるものとする。
工学
A NES
mo
NOS- B
C
h
L
**
45°
(1) 小球A がばねから離れたときの速さvo を求めよ。
(2) 小球AがC点に達したときの速さをvo を用いて表せ。 0
(E)
N
(3) 小球 A が斜面をすべり上がって C点を飛び出すための a の最小値を求
めよ｡
NPMS
(4) 小球AがC点を離れ, 最高点に達したときの高さLをv を用いて表
RA[/² EXI
せ。
平
SI-A
リビ団子
ちも大公平木りおち私の息
JUCUPE
⑦の力学的
エネルギー
1
2
11/12/kd=1/23m²
・ka2
mvo2 =
図5-11
よって, 図 5-11 で, 力学的エネルギー保存則により,
CLUBU
[編み ア
このとき
ばねから離れる
ことに注意
イの力学的
エネルギー
L=
mo
1
2
mvo
-
62 漆原の物理 力学
mv,² +mgh
**INER
Vo
2g 4g
縮み ①
0
m
01
√2
~45°
2
1/2 m² = 1/2m (2) ² +
mu
イの力学的エネルギー エの力学的エネルギー
Vo =.
途中で垂直抗力
は仕事をしない
..
L
イの力学的
ウの力学的
エネルギ
エネルギー
(3)物体がC点から飛び出せるには②のv> 0 となることが必要。そのために
は v^- 2gh>0 となることが必要であり,これに①を代入して, A (8)
2mgh
k
Vo
k
V m
ka²-2gh>0 ... a>
m
使用すれすさを高のも
3255
(4)
(4) 図 5-12 でポイントは,放物運動の水平方向は等速度運動になるので,最高
点の速さはC点での速度の水平成分の大きさ 1/72 と同じになることである。
ハトホの香様!
v₁²_v²² h
+
4g 2
+ mgL
a
|重力しか
受けない
45°
v₁ = √v₁²-2gh
(S)(0)
図5-12
ここで放物運動中は,重力(保存力)のみしか受けない(非保存力はない)ので,
力学的エネルギー保存則を用いて,
MATH SA
(
ウ mv
00000
01
/2
最高点
(高さん) 英章の
LECT
( ② を代入)
出
一
20
.&T5XA
特集
共通
共通テ
やく能率
POINT
グラ
チェック
チェッ
チェッ
(問題
図
させ
角を
速
次の
No.
Date
(4)
$
3 450
0²-
A₁
[a
や
〃)=21-g)(2-0)
! Ni x
N₁
L
49
0
2g
(46²³- 2gh) (1)
Yo²
4g
49 m2
なぜー
h
#
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