Question

ゆり

この（エ）の問題が分からないので教えてほしいです
特に運動エネルギーが0ジュールより大きくなるというのが分かりません……( . .)
答えは(あ)が3
(い)が1 です

問5 Kさんは,小球の運動と力学的エネルギーについて調べるために,次のような実験を行っ
た。これらの実験とその結果について,あとの各問いに答えなさい。 ただし、小球にはたら
く摩擦や空気の抵抗は考えないものとする。また, レールの厚さは考えないものとし、小球
の高さは床からの高さに等しいものとする。
〔実験1〕 図1のように, 水平な床の上に, まっすぐなレール2本をなめらかにつないでスタンドで固
定し,水平なレール上に図2のような速さ測定器と木片を置いた装置を用いて,次の ①, ②
の順に操作を行った。 表は, それらの結果をまとめたものである。
① 質量 10gの小球を,小球の高さが10cm となるレール上に置き, 静かに手を離して木片
と衝突させ,そのときの小球の速さと木片の移動距離を測定した。 次に、小球の高さを
20cm, 30cm と変えて、同様の測定を行った。
② 小球の質量を20g, 30g と変えて、①と同様の測定を行った。
スタンド
水平な床
レール
10cm
表
小球の質量 〔g〕
小球の高さ[cm]
小球の速さ 〔m/s]
木片の移動距離 [cm]
小球
速さ測定器
10
10 | 20
30
1.40 1.98
2.42
2.0 4.0 6.0
木片
20
10
20 30 10
1.40
1.98
2.42 1.40
4.0 8.0 12.0 6.0
さ測定器
図2
30
20 30
1.98 2.42
12.0 18.0

〔実験2〕 図3のように,図1の装置から速さ測定器と木片を取り除き, レールの右端に短いレールを
斜めにつないだ。小球を高さ30cmのレール上の点Pから静かに離したところ、小球は点Q
から空中に飛び出し, 最高点Rを通過したのち落下した。 このときの最高点Rの高さは30cm
よりも低かった。
P小球
短いレール
図3
-7-
R
S
30 cm

(エ) Kさんは,〔実験2] を行う前に「小球は点Qから空中に飛び出し、図3に示した高さ30cmの最高
点Sを通過したのち落下する」という予想をしていた。 次の
は,〔実験2の結果が予想と
異なった理由についてKさんが考察したものである。 文中の(あ), (い) に最も適するもの
をそれぞれの選択肢の中から一つずつ選び、 その番号を答えなさい。
小球が点 Qから飛び出し, 高さ30cmの最高点Sを通過したとすると, 最高点Sで小球のもつ
(あ)ことから, 最高点Sでの力学的エネルギーは点Pでの力学的エネルギーの大きさ(い)。
よって, 力学的エネルギーの保存より、実際の最高点の高さは30cm よりも低くなる。
(あ)の選択肢
(い)の選択肢
1. 運動エネルギーはOJであり, 位置エネルギーは点Pでの大きさと等しい
2. 運動エネルギーはOJであり, 位置エネルギーは点Qでの大きさと等しい
3.
運動エネルギーはOJより大きく, 位置エネルギーは点Pでの大きさと等しい
4.
1.よりも大きくなる
位置エネルギーは点Qでの大きさと等しい
運動エネルギーはOJより大きく,
2.よりも小さくなる
-8-
3. と等しくなる

物理