この問題で一番と二番のような式が建てられる理由を教えて欲しいです！

(3) CUF [知識 142. 振り子のエネルギー 長さ 0.40m の糸の先におもりを知る つけ, 点Oからつるして振り子をつくった。 糸がたるまない ように,鉛直方向とのなす角が60°となる位置まで引き上げ、 おもりを静かにはなす。 点0の真下で0から0.20mの位置温 TOOD に釘がある。重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 18 FA EZ 0.40m 60° 10.20m SBOOT 釘 160° 運動とエネルギー (1) おもりが最下点に達したときの速さはいくらか。 (2) 最下点を過ぎると糸が釘に引っかかり、釘を支点として振り子が振れる。鉛直方 向と糸とのなす角が60°となるとき, おもりの速さはいくらか (3) おもりが最高点に達したとき, 糸と鉛直方向とのなす角はいくらか。 18 E > NIKOJHOSSSUTADOR (£)

この問題を教えて欲しいです！

知識 139. 投げおろした物体の力学的エネルギー 点Oから高さん [m]の点Aで,質量 m[kg]の物体を速さv[m/s]で鉛直下向き に投げおろした。 重力加速度の大きさをg〔m/s2〕 とする｡ (1) 点0を重力による位置エネルギーの基準とする。 点Aか らy[m〕 下の点Bにおける物体の力学的エネルギーを求めよ。 (2) 点Bにおける物体の運動エネルギーを求めよ。 220.08 (3) 点Oにおける物体の運動エネルギーを求めよ。 思考 10. 鉛直投げ上げとエネルギー 速さで小球を領書」 h〔m〕 Avol y〔m〕 ↓B BO HOO

この問題で力学的エネルギー保存の法則の式を立てているんですけど、一番と2番で式がちょっと違う気がするんですけどなんでですか？　

142. 振り子のエネルギー 長さ 0.40m の糸の先におもりを つけ, 点0 からつるして振り子をつくった。糸がたるまない ように,鉛直方向とのなす角が60° となる位置まで引き上げ、 おもりを静かにはなす。 点0の真下で0から0.20mの位置 に釘がある。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 0.40 m (S) 60° 0.20 m SOTONT 釘 60° (1) おもりが最下点に達したときの速さはいくらか。 (2) 最下点を過ぎると糸が釘に引っかかり, 釘を支点として振り子が振れる。鉛直方 向と糸とのなす角が60° となるとき, おもりの速さはいくらか。 (3) おもりが最高点に達したとき, 糸と鉛直方向とのなす角はいくらか。 例題18 (S) エネルギー

物理の問題です。写真の(エ)の問題で私はmgx_2=1k(x_2-L)^2/2と考えましたが、解答は写真の通りでした。私の方法では答えを出すのが困難なため3枚目の写真の通りにやるべきなのでしょうか？

183. ゴムひもによる小球の運動 次の文中の□を埋めよ。 図のように,屋根の端に質量の無視できるゴムひもで小球をつな いだ。小球を屋根の位置まで持ち上げてから,落下させたときの運 動を考える。 ゴムひもの自然の長さはL, 小球の質量はmである。 図のように鉛直方向下向きにx軸をとり, 屋根の位置を原点とする。 使用するゴムひもは, 小球の位置xが x≦L のとき, ゆるんだ状態 となり小球に力を及ぼさない。 一方,x>Lのとき, ゴムひもは伸 びて張力がはたらき, ばね定数kのばねとみなせる。小球は鉛直方向にのみ運動し,地 面への衝突はないものとする。 重力加速度の大きさをgとする。 小球を屋根の位置(x=0) から静かにはなして落下させた。x=L の位置での小球の 速さはアである。 小球にはたらく張力の大きさが重力の大きさと等しい瞬間の位 置を x1 とすると, x=イである。 x = x1 での小球の速さは,v=ウであ る。さらに小球は下降し,最下点に到達した後, 上昇した。 最下点の位置を x2 とすると, X2=エである。 また, 最初に x1 を小球が通過してから最下点を経て、再び xx にも どってくるまでに要した時間はオである。 [18 明治大] 175,176 JostiotutEn II Ahi/ t エ 1-412. I/1. 屋根 -0 x

物理について質問します。2枚目の写真のmg(x_1-L)の部分がモヤモヤします。x=x_1を基準に取っているためだと思いますが誰かこのモヤモヤを解消してください！

x 183. ゴムひもによる小球の運動 次の文中の を埋めよ。 図のように,屋根の端に質量の無視できるゴムひもで小球をつな いだ。小球を屋根の位置まで持ち上げてから,落下させたときの運 動を考える。ゴムひもの自然の長さはL,小球の質量は m である。 図のように鉛直方向下向きにx軸をとり, 屋根の位置を原点とする。 使用するゴムひもは,小球の位置 x が x≦L のとき, ゆるんだ状態 となり小球に力を及ぼさない。 一方,x>Lのとき, ゴムひもは伸 びて張力がはたらき,ばね定数kのばねとみなせる。 小球は鉛直方向にのみ運動し,地 面への衝突はないものとする。 重力加速度の大きさをgとする。 小球を屋根の位置(x=0) から静かにはなして落下させた。 x=Lの位置での小球の 速さはアである。 小球にはたらく張力の大きさが重力の大きさと等しい瞬間の位 置を x1 とすると,x1=イである。 x=x1 での小球の速さひ は, ウであ る。さらに小球は下降し,最下点に到達した後, 上昇した。 最下点の位置を x2 とすると, x2=エである。 また, 最初に x を小球が通過してから最下点を経て, 再び x にも どってくるまでに要した時間は オである。 [18 明治大〕 175,176 屋根 +0

どうしてA 地点の速さが０なんですか？

フックの法則 F = kx -kx² - -kxB² XA ばねの伸び)x 物体の運動 夢の」 ーxグラフの 弾性力による p.100 96 高点から,小球が静かに下り出 h し, なめらかな曲面に沿って進み, 高さ 1/72 [m]の点Bを通 過して、水平面上の点Cに到達する。重力加速度の大きさ をg[m/s2] として,次の各問に答えよ。 (1) 点Bにおける小球の速さvB[m/s] はいくらか。 (2) 点Cにおける小球の速さ vc 〔m/s] はいくらか。 指針 小球が曲面から受ける垂直抗力は, 移動する向き と常に垂直にはたらき, 仕事をしない。 小球は,重力だ けから仕事をされて運動し, その力学的エネルギーは保 存される。 解 小球の質量をm[kg] とし, 水平面を重力による位 置エネルギーの基準とする。 A,B,Cの各点における 運動エネルギー, 重力による位置エネルギーは,表のよ うになる。 (1) 点AとBで力学的エネルギーは保存されるので, h 22 2 403 -mx0² +mgh=12₁ -mvB²+mg x· 2 1/2mgh = 1/23mo 2 UB=√gh [m/s] mvB² レギーは保存されるので , h h A B A h 2 速さ 0 UB ・B UB 1 ・B 基準の高さ -mx02 -mvB² 運動 重力による [エネルギー [J] 位置エネルギー [J] mgh mg x Vc Vc h 2 C 高さ 0

これの3番が分かりません。教えてくださいm(_ _)m

これぞ は、 m する 基本例題18 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 AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.810m、 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。乗 PRO 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の大きさを求めると (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° =40×9.8×12 =1.96×102N 2.0×10² N √3 mgsin30° 130° N # mg mgcos30° 30° 130° 例題 解説動画 →基本問題 147 SARUFI (2) 物体は、力Fの向きに10m移動しているの で、仕事は W=(1.96×102) ×10=1.96×10°J 2.0×10°J (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° =-1.96×10°J -2.0×103J 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, ImかしW'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 |=-1.96×10°J -2.0×10J

一番でなぜf=mgsin30°になるのか分かりません。引き上げる力と重力が等しいから物体が静止するんじゃないかと思いました。でも問題にはゆっくりと引き上げたと書いてあって理解出来ません。

これぞ は、 m する 基本例題18 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 AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.810m、 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。乗 PRO 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の大きさを求めると (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° =40×9.8×12 =1.96×102N 2.0×10² N √3 mgsin30° 130° N # mg mgcos30° 30° 130° 例題 解説動画 →基本問題 147 SARUFI (2) 物体は、力Fの向きに10m移動しているの で、仕事は W=(1.96×102) ×10=1.96×10°J 2.0×10°J (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° =-1.96×10°J -2.0×103J 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, ImかしW'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 |=-1.96×10°J -2.0×10J

(4)ってx。が0より大きくないと行けないのは分かるんですが、{mgsinθ-‪√‬（mgsinθ）²＋2mgkLsinθ}/kが負になるのはどうやったら分かりますか？

必修 基礎問 18 力学的エネルギー保存の法則 図のように,下端が固定されて自然な長さになって いるばね定数kの軽いばねが,傾きのなめらかな斜 面に沿って置かれている。 いま, ばねの端から斜面に 沿って距離Lだけ離れた点より, 質量mの小物体を 静かに放した。小物体の速さは,斜面を滑った後の小 物体がばねを xo だけ押し縮めたところで0となった。 重力加速度の大きさ をg として,以下の問いに答えよ。 (1) ばねに接触する直前の小物体の速さvo をL,0およびg を用いて表せ。 0 m (2) 小物体の速度が0となった瞬間のばねに蓄えられているエネルギーEk をxoおよびんを用いて表せ。 (3) 小物体を放した位置と, ばねがxだけ縮んだ位置における重力による 位置エネルギーの差Eを, L, 0, m, xo およびg を用いて表せ。 (4) ばねの縮み xo をk, L, 0, mおよびg を用いて表せ。 (山形大)

物理円運動、なぜv≧0になるのか分かりません v>0はなぜダメなんですか？

図のように,半径r[m] のなめらかな半球の点Bから質量 m[kg]の小球を初 速度 v[m/s]で円周上を這うようにすべらせた。 半円球の頂点Aを通過するとき の速さを求めよ。 また、 そのためのvの条件を、重力加速度gr, 0 を用いて ・表せ。 (1) 点 A を通過するときの小物体の速さをv 〔m/s〕とすると,力学的エネルギー保存の法則より、 点Bの高さを重力による位置エネルギーの基準面として, mg (r-r cos 0)+−mv 2 2 1 + 1/2mv ² ==mv² wžk, v= √v,² −2gr(1−cos€) (m/s) 2 164 小物体が面から受ける抗力の大きさをN〔N〕 とすると, 地上から見た場合, 円運動の運動方程式は, ma = F 222 m =mg-N ゆえにN=mg-m r 2 =N=mg 点Aを通過するためには N≧0かつ≧0であるので, 以上2式より v=v2-2gr (1-cos 0 ) ≧0よりvo≧/2gr (1-cose)... ① 02 N=mg-m v≥0 £9 vo ≤ gr (3-2 cos 0) ① <②より2gr (1-cose) vo≦gr (3-2cose) v=vo^2-2g(1-cose) [m/s] (4点) 0 Vo √ N6² -25+41-(050) ≤ 0 18²-2gr (1-1056) 20 No² ² 2gr (1-(056) ) 2gr (1-cos) ≤vo s (3-2 cos 6) M²√ √294 (1-(050) BEL 基準