図1と図2でGに到達するまでの時間を比較すると、図1のコースの方が短い時間になります。
理由を解説します。
ポイント
力学的エネルギー保存の法則: 摩擦や空気抵抗がなければ、物体の運動エネルギーと位置エネルギーの和は常に一定になります。
運動エネルギー: 物体の運動速度が大きいほど大きくなります。
位置エネルギー: 物体の高さが高いほど大きくなります。
解説
A地点でのエネルギー:
どちらのコースもA地点の高さは同じなので、位置エネルギーは同じです。
小球は静止しているので、運動エネルギーは0です。
G地点でのエネルギー:
どちらのコースもG地点の高さは同じなので、位置エネルギーは同じです。
力学的エネルギー保存の法則により、A地点とG地点の力学的エネルギーは同じなので、運動エネルギーも同じです。
運動エネルギーが同じなので、速さも同じです。
G地点に到達するまでの時間:
図1のコースは、図2のコースよりも高い位置まで上がります。
高い位置まで上がるということは、その分減速する時間が長くなります。
したがって、G地点に到達するまでの時間は、図1のコースの方が長くなります。
答え
したがって、答えはアの「図1のコースの方が短い」になります。
A地点とG地点では力学的エネルギーは同じでも位置エネルギーが異なるから、運動エネルギーも異ならないんですか？またコースの長さの問題ではなく、速さの問題になります。答えは、図1の方が速い。になります。