重力による位置エネルギーに、なぜマイナスがつくのですか？ 宜しくお願いします🙇

17 力学的エネルギー保存則 [物理基礎 (物基707) 類題19] 図のように、ばね定数 [N/m] のばねの上端を固定し,下端に 質量 m[kg] のおもりを取りつけると, ばねは伸びておもりは静止 した。この点をAとする。 この後、ばねが自然の長さになる所ま でおもりを持ち上げ, 静かにはなした。 重力加速度の大きさを g [m/s2] とし, ばねは鉛直方向にのみ運動するとする｡ (1) 点Aでのばねの伸びa [m] を求めよ。 (2) おもりが点Aを通過するときの速さ [m/s] をm, g, kで 表せ。 (3) おもりが最下点に達するときのばねの伸びx [m] を ②で表せ。 weeeeeeeee 自然の長さ 42 lllllllll m

この解き方であってますでしょうか。…

び2=5 2.図2に示すように、質量がm=8kgの質点を長さ12mの棒の先端に固定して天井から つるし, 鉛直線と 6=45°の角度を成す位置まで持ち上げて時刻 t=0に手をはなした. このとき、次の①~③の問に答えよ.ただし, 重力の位置エネルギーの基準点は最下点 にとり,棒の質量は無視できるものとする. ① 時刻t = 0における重力の位置エネルギーUを求めよ. ②棒が鉛直線と1= 20°の角度を成すときの速度 v] を求めよ. ③ 棒が鉛直線と1= 20°の角度を成すときの棒の張力を求めよ. ①t=0における基準点からの高さをおとすると h=1-1costの動の位置エネルギーはVo=myh=mgic-costo) ②/12/2mvitmyIC1-C050)= myICI-Coso) 12=1/2gl(Cost-co) U13.414731 =12×9.8×2(cos200-COS45 = 3.0195=3.02][m/s] =8×9.8×2C1-COS 45°) =45.9[J] ③ Timgcoso+m =8×9.8×C052008.3,01952 =873[] # x 01 T 00 V1 図2 m m

(3)なんですけど、なぜkl＝mgになりますか？

24* 基 質量 m のおもりPを鉛直につるすと Iだけ伸びる軽いばねがある。 重力加速度を PEN zmmmmmmmmmmmmm g とする。 図のように傾角の斜面上で,P をつけたばねの上端を固定する。 斜面とPの 間の静止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ' とし, ばねが自然の長さに保 たれるようにPを手で支えておく。 (1) 手を放したとき,Pが動き始めるためには斜面の傾角0 はα より 大きくなければならない。 tan を求めよ。 。。 (2) 傾角(>α)の斜面上で手を放すとPが動き始めた。 ばねの伸びが 最大値 x になったとき, Pの最初の位置から重力の位置エネルギーは いくら減少するか。 P 10 (3) (2)において, ばねの弾性エネルギーはいくらか。 (4) ばねの最大の伸びx を求めよ。 (5) ばねの伸びが最大になったのち, Pが再び動き始めるためには tan 0 はある値より大きくなければならない。 その値をμμ'で表せ。 (大阪電通大)

(1)で力学的エネルギー保存則を使えないのは何故か教えください🙇‍♀️

1. 図のように, ばね定数 k [N/m] のばねの上端を固定し、 下端に 質量 m[kg]のおもりを取りつけると, ばねは伸びておもりは静止 した。 この点をAとする。 この後, ばねが自然の長さになる所ま でおもりを持ち上げ, 静かにはなした。 重力加速度の大きさを g [m/s2] とし, ばねは鉛直方向にのみ運動するとする。 (1) 点Aでのばねの伸びa [m] を求めよ。 (2) おもりが点Aを通過するときの速さひ [m/s] をm, g, k で 表せ。 (3) おもりが最下点に達するときのばねの伸びx [m] をaで表せ。 lllllllll 自然の長さ→ A eeeeeeeee m

(3)についてです。答えは以下の通りなのですが、なぜ鉛直下向きが正であるのに、重力による位置エネルギーの符号は「－」になっているのですか？？

思考 150. 弾性体のエネルギー図のように, ばね定数kのばねの 上端を天井に固定し,下端に質量mの物体を取りつける。 ばね が自然の長さとなるように, 板を用いて物体を支える。 ばねが 自然の 自然の長さのときの物体の位置を原点として, 鉛直下向きを正 とするx軸をとり,重力加速度の大きさをgとする。 長さ (1) 板をゆっくりと下げ, 物体からはなれるまでの間で,物体 が受ける垂直抗力の大きさNと位置xとの関係をグラフで示せ。 (2) (1)の場合において, 板が物体からはなれるときの物体の位置 x を求めよ。 (3) 板を急に取り去った場合, ばねの伸びが最大となるときの物体の位置 x を求めよ。 (4) (3) の場合において, 物体の速さが最大になるときの物体の位置 x と, そのときの (拓殖大改) 速さをそれぞれ求めよ。 例題9 物体 板 [ 0000000 ヒント 150 (4) 力学的エネルギー保存の法則を用いて, 速さ”が最大となる位置 x を求める｡ ばね 0

(2)についてです。答えは以下の通りなのですが、線引きした部分がなぜ成り立つのか分かりません。Cから飛び出したのであれば、高さがCを越えるので、「力学的エネルギー＝運動エネルギー」でないのでしょうか。ここになぜ「力学的エネルギー＝運動エネルギー+『重力の位置エネルギー』」が... 続きを読む

基本例題19 弾性力による運動 なめらかな水平面ABと曲面BC が続いてい る。 Aにばね定数 9.8N/m のばねをつけ, その他 端に質量 0.010kgの小球を置き, 0.020m 縮めて A はなす。 重力加速度の大きさを9.8m/s² とする。 00000 B 基本問題 138, 146 0.40m (1) 小球は, ばねが自然の長さのときにばねからはなれる。 その後, 小球は, 水平面 AB から何mの高さまで上がるか。 (2) 水平面 ABからCまでの高さは0.40mである。 ばねを0.10m縮めてはなすと, 小 球はCから飛び出した。 このときの小球の速さはいくらか。

こちらの(1)についてです。答えは以下の通りなのですが、線引きしたところがなぜ成り立つのか分かりません。教えていただきたいです。

発展例題 9 ばねと力学的エネルギー保存の法則 ばね定数kの軽いばねに質量の無視できる皿をのせ, 図(a)のように鉛直に立てる。 図 (b)のように,質量m の物体を手でもって皿の上にのせ、 急にはなすと物体は 振動を始めた。 重力加速度の大きさをgとして,次の各 問に答えよ。 lll lll 100000 ◆発展問題 150 000000 (1) 物体が最下点にきたとき, 物体ははじめの高さか ら距離 x 下がっていた (図 (c))。 x。 はいくらか。 (a) (b) (2) 物体の速さが最大となるのは, はじめの高さからいくら下がったところか。 Xo

（3）の「下端Bでの物体の速さを求めよ」という問題についてです。 　この問題は仕事とエネルギーの知識を使っても解けると思い挑戦してみたのですが答えが合いません。 （写真2、3枚目のようになりました。） （本来は等加速度運動の公式を使って解く問題です） この問題を、本当に仕... 続きを読む

52斜面上の物体の運動図のように, 傾きの角が 30%のなめらかな斜面上の点Aから質量 2.0kgの物体 が静かにすべり出し, 4.9m すべって斜面の下端 B に達 した。重力加速度の大きさを9.8m/s2, √2=1.41, √3=1.73 とする｡ 12.05 LUC HOT Te (1) すべっている物体の加速度の大きさはいくらか。 84 CZECHOCK DE (2) 物体が斜面から受ける垂直抗力の大きさはいくらか。 B をすべる時間と下端B での物体の速さを求めよ 。 4.9m Aち 30 JH dAS ER ER B

⑶解説の｢外力の仕事＝位置エネルギーの変化｣となるのは分かりますが、仕事の式｢W＝Fxcosθ｣で求めることはできないのですか？ ⑸斜面に対して水平な成分についての運動方程式を立てて、そこからACの距離を求めたのですが、どこが間違っているのか分かりません。

- 22 基 水平面上に置かれたばね 定数k [N/m〕 の軽いばねに 質量 m[kg] の小球Pを押し当 て, ばねを自然長からα〔m〕 だけ縮ませ、静かにPを放した。 水平面は図の点Aより左側は滑らか 自然長 E000000000e a A 「30° B であるが, 右側はあらく, Pとの間の動摩擦係数はμ である。 重力加 速度をg 〔m/s²] とする。 (1) ばねから離れたPが点Aに達するときの速さを求めよ。 (2) ばねの縮みが1/2a〔m] であったときのPの速さを求めよ。 (3) はじめにばねを自然長からa 〔m〕 だけ縮ませるのに必要であった 外力の仕事 W を求めよ。 (4) 点Aを通り過ぎたPはやがて点Bで静止した。 距離 AB を ” を用 いて求めよ。 (5) あらい面が水平から30° 傾いた斜面(図の点線) であった場合に,P が達する最高点をCとし, 距離 AC を vを用いて求めよ。 斜面と水 平面はなだらかにつながるものとする。 (大阪工大 + センター試験 )

(2)の問題が分かりません💦 別解はなぜ手がおもりにした仕事=力学的エネルギーの変化になるのでしょうか？

72- 118.(力学的エネルギーの保存) 図のように,ばね定数kの軽いばねの上端を固定し, 下端に質 量mのおもりを取り付ける. 次の問いに答えよ,ただし、 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 全体がつり合って静止しているときのばねの自然の長さ からの伸びはいくらか. ort おもりをつり合いの位置からばねが自然の長さとなる位置ま 承 で,手で力を加えてゆっくりともち上げた。 (2) この間に手で加えた力がおもりにした仕事はいくらか。 m 次に,ばねが自然の長さとなる位置でおもりを静かにはなしドエ半止のラん点O 000000000000000000000 自然の長さ