物理
高校生

(3)について、なぜエネルギー保存の法則が使えるのですか?

mm ) A なめらかで水平な床の上に, 粗くて水平な上面 D|ル | をもつ質量 7の台Dが置かれている。吾の上に 質太 の物体Aを置き, 水平有向きに初速度 を隙間的に与えたところ, Aが台上を運動し始めると同時に, 台Dは床上を Aと同じ向きに運動を始めた。時間 7の後台D と物体んは一体となって等 速度で運動を始めた。重力加速度の大きさをのとして, 以下の問いに答えよ。 (1) 台Dと物体Aが一体となって運動する速度 。 を求めよ。 (2) 台Dと物体への間の動摩拉係数 // を求めよ。 ) 3) 物体Aが台D上を滑った距離/ を求めよ。 ) ( (4) 物体Aに初速度を与えた時刻を 0 として, 時刻 0 から時刻 4(ね>) ま (抹玉大) での物体Aと人台D の速度の時間変化をグラフに描け。
(2) 水生0 ここ7 のご: 9條に働く水平浪向のナ りは, 動摩擦力 ー〆W (ニー の) だけである。 力積と運動量の変化量の関係より 6 婦のニー 6の よって= Me …o 7 (toの の 別解] (2) 台Dに着目すると, 76ニ/97 よって, か 07の 婦)の ) 物体Aが台Dに対して消る間に動摩擦力がした仕事 上ニー/gのた は,エネル 1 保存の法則より, A, D の運動 (力学的) エネルギーの和の変化量に等しいから。 1 (e+すe)-すoeニールzgr まえの ①, ③式より, 1 2 了 wto(3詳 2 誠 剛 929 ーダ7のと ト 4 ょよって, ②式を用いで, と 2 OcHZ9020 きw7 ⑭⑲ pi和CEUN 2w0p 後において, その速度が Y。 となる。台Dは初速度0 で 等加速度直線運動をして, 時間後において, その速度 が となる。 時間の以降は。 A, D ともに速度 で等 導直線運動を行う> ようて, 物体Aの速度 ぬ と促Dの連 度ぶの時間変化のグラフは右の図になる。

回答

そもそもエネルギー保存とは何かといいますと、任意の2点でのエネルギーの総量の差が0であることを言います。

今回の問題では、エネルギーの差を使っていますよね。
なのでエネルギー保存とは言いません。

題意はエネルギーの総量が変わった原因が何かという事を問いています。
なので、動摩擦力の仕事がエネルギーの差と同じと表しているのです

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解説には、エネルギー保存とありますけど、どちらかといえば、エネルギー原理(エネルギーと仕事の関係)ですね。

立式が正しいか迷った時は、運動方程式を積分すればいい。

このぱ

なるほど!
運動方程式を積分とはどういうことでしょうか??

駿台文庫の新・物理入門を読んでみるといいと思います。

一応、僕のノート

【物理】講義:微積分と導出 に書いてはあるんですけど。多分、分からないかと思います。参考書で学んでからにしてください。

このぱ

ノート拝見しました!
仕事=運動エネルギーの変化
力積=運動量の変化
など解答を見てもよく分からなかったのが理解できました!
ノート参考にさせていただきます!
丁寧にありがとうございました^^*

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