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物理 高校生

⑶を教えてください!

基本例題16 仕事 図のような, 水平となす角が30° のなめらかな斜面 AC がある。 質量 40kgの物体を斜面上でゆっくりと AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.8 10m、 m/s2 として,次の各問に答えよ。 (1) 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) 力Fがした仕事は何Jか。 (3) 物体にはたらく重力がした仕事は何Jか。 指針 (1) 「ゆっくりと引き上げた」とは, 力がつりあったままの状態で, 物体を引き上げ たことを意味する。 斜面に平行な方向の力のつ りあいの式を立て, F の大きさを求める。 (2) (3) 「W=Fxcose」 を用いる。 解説 (1) 物体にはたらく力は、図のよ うになる。斜面に平行な方向の力のつりあいか ら, F=mgsin30° =40×9.8×¹ 2 = 1.96×102N 2.0×102N 2 √3 mgsin30% 30° N ・ mg mgcos30° 30° 108 130° 基本問題 129 B (2) 物体は,力Fの向きに 10m移動しているの で,仕事Wは, W = (1.96×102) ×10=1.96×10° J 第Ⅰ章 2.0×10J (3) 重力と物体が移動する向きとのなす角は 120° である。 重力がする仕事 W' は, W'=(40×9.8) ×10×cos120° 運動とエネルギー =-1.96×10J -2.0×10³ J | 別解 (3) 重力は保存力であり,その仕 事は,重力による位置エネルギーの差から求め られる。 点Aを高さの基準とすると, 点Cの高 さは10sin30°=5.0mであり, 仕事 W' は, W'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 =-1.96×103 J -2.0×10³ J

未解決 回答数: 1
物理 高校生

回答お願いします🙏🏻🙏🏻🙏🏻

A 2k k 200 (物体 P 図1 位置Pで物体にはたらく A の弾性力の大きさ, およびAの弾性力による位置エネルギーを表す式を書く と,アとなる. 次に、 物体を手で水平に引いて, 位置PからAの自然の長さからの伸びが2x0 となる位置P'まで床面上 をゆっくりと移動させた。物体を位置Pから位置まで移動させる間に手が物体にした仕事はイとな る。 自然の長さ A k 図 2 床面 thik 床面 次に、図2のようにばね定数 2kの軽いばねBを水平でなめらかな床面上に置いて, B の左端を鉛直な壁 面に固定する。 B の右端に床面上に置いた A の左端をつなぎ, さらに床面上に置いた質量mの物体をAの 右端に取り付ける。 図2のように、物体を手で水平に引いて A の自然の長さからの伸びが となる位置Q まで床面上をゆっくりと移動させた。 図1で物体が位置Pにあるときに手が物体を水平に引く力の大きさをFとすると、図2で物体が位置Q にあるときにAがBの右端を引く力の大きさは F を用いて, ウと表される。 図2で物体が位置Qにあるとき, B の自然の長さからの伸びは, エロ を用いて表すと エである。よっ て, AとB 全体の自然の長さからの伸び X は, X = 10 + オ となる。また、このとき, 物体がAを引く力の大きさをk, so を用いて表すと カ である。 これらのことか ら、図2のようにつながれたAとBを1本のばねとみなしたときのばね定数は, k を用いて表すと あると考えることができる。 キで 図2で位置Qにある物体から静かに手をはなすと, 物体は壁面に向かって運動しはじめた。 A,Bがとも に自然の長さになる位置を通過するときの物体の速さはm, k, so を用いて表すと, クとなる。

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