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「位置エネルギー」ではなくて、「位置の変化（ばねの伸縮）によるエネルギー」のことです。
「位置エネルギー（弾性エネルギー）」と書いてありますが、表現がよくないですね。
物理
高校生
解決済み
問2 の弾性力による位置エネの式の意味がわかりません。よろしくおねがいします
15
問1 問2 ⑥
ドーは保存されるので
から水平面上を運動して
問1
図aのように、上のばねは
だけ伸び、下のばねは
だけ縮んでいる。 よって
小球にはたらく力は、大きさ
から点に達する
存されるので、重力に
水平面とすると
の上のばねが上向きに引く力、
大きさ
fi-k(l-h)
1-M
の下のばねが上向きに押す力と
大きさ mgの下向きの重力であ
る。 したがって, 小球にはたら
力のつりあいから
12
h
mg
15
面にする直前の小
k(l-h)+k(l-h)-mg=0
であるので
にする。 地球上での
h=l-
mg
2k
ギーは、
この力学的エネル
の2つの運動エネ
以上より,正しいものは ①
問2 小球の高さが1になったとき, ばねの長さの合
計がyなので,図bのように, 上のばねはy-21 だ
け伸び、下のばねは自然の長さとなっている。 よっ
て, 小球にはたらく力は,大きさ
fi=k(y-21)
の上のばねが上向きに引く力と大
きさmgの下向きの重力である。
したがって, 小球にはたらく力の
つりあいから
k(y-21)-mg=0
であるので
0000000
y=
mg_
k
+21
た
y-21
ト
mg
重力加速度の
動摩擦力は物
ある。 物体の初
までの距離を!
レギーの変化が
2μg
は24倍に
2倍になる。
③となる。
また, 手がした仕事 W は ば
ねとおもりからなる系の力学的エ
ネルギーの変化であり、図aと図
bの状態の小球の重力による位置
エネルギーの変化 40 と弾性
力による位置エネルギー(弾性エ
図
ネルギー)の変化 40th の和に等しい。 よって
W-40 +40 ばね
=mg(1-n+1/24(y-212-12(1m)×2}
=mg(1-h)+1/21k(y-21)-(1ール)。
以上より,正しいものは ⑥。
15. 固定した2本のばねの間に付けてつり下げた小球 10分 自然の長さ 1. ばね定
数の2つの軽いばねを,質量mの小球の上下に取り付けた。 下側のばねの端を床
に取り付け、上側のばねの端を手で引き上げた。 重力加速度の大きさをg とする
問1 図1のように, ばねの長さの合計を21にして小球を静止させた。 小球の床か
らの高さを表す式として正しいものを、下の①~⑤のうちから1つ選べ。 ただ
し、2つのばねと小球は同一鉛直線上にあるものとする。
mg
②1
③ -
k
3mg
2k
41-
2mg
k
⑤ -
5mg
2k
2
l l l l l l l l l l l l l l l l l l
0000000000
問2 次に、図2のように, 床から測った小球の高さが1になるまで, ばねの上端を
ゆっくり引き上げた。 このときのばねの長さの合計yと,高さんから1まで小球を
引き上げる間に手がした仕事 W を表す式の組合せとして正しいものを、下の①~
⑥のうちから1つ選べ。
①
mg
2k
y
mg
①
+21
2k
②
mg
+21
2k
[③
2k
④
mg_
+21
mg +21
W
mg(1-h)+(y-1)²-k(21-h)²
mg(1-h)+k(y-21)²-k(1-h)²
k
mg(1-h)+1/28 (y-21)-(1-h)。
k
mg(1-h)+1/2 (y-1-k(21-h)
k
⑤
mg +21
k
mg(1-h)+k(y-21)²-k(1-h)²
⑥
mg
+21
mg(1-h)+1/2 (y-21) -k(i-h)"
k
[2015 本試〕
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