<物理> この例題4で、最下点Bでの力学的エネルギーが0になるのはなぜですか？？ また、点Aの地点の時はなぜ長さlではないのですか？ 回答よろしくお願いします。

例題 4 長さの糸にお もりをつけ, 鉛直から 60° まで持ち上げて静かに放す。 重力加速度の大きさをと する｡ ① 最下点Bでの速さを求めよ。 52m² 解 最下点を高さの 基準面とする。 初めの おもりの高さは,右図 より, |h=l-lcos60° 60° B l -30° mgh 60lcos 60 =1-1-1/2-1 = 1/2 - 1 最下点Bに達するまでにおもりには重力と糸 の張力がはたらくが,糸の張力は常に運動方向と 垂直にはたらくので仕事をせず, 重力のみが仕事 をする。よって、力学的エネルギーは保存される。 物体の質量をm、最下点Bに達したときの速さを v最下点Bを高さの基準面とすると, (点Aでの力学的エネルギー) U+k= (最下点Bでの力学的エネルギー) mg + 1/ 1 = 1 m² m2 +0 2 v² = gl ₂7₁ v = √√gl 0 (2) 点Cを通過する瞬間の速さを求めよ。 解 点Cの基準面からの高さは、 √3 1-Icos30° し 40 2 よって、点Cを通過するときの速さをひとする と。 (点Aでの力学的エネルギー) =(点Cでの力学的エネルギー) 1 2 0 + mg • mg • / / 1 = 1 1/2 mv ²¹² + mg⋅ ( 1 = √31) に 2 v² = gl(√√3-1) v' = √√gl (√√√3-1)

(1)(2)と(3)の有効数字のケタ数が違うのは何故ですか

■ ww 105 力学的エネルギーの保存■ 図のような, 表面のなめらかな曲面の最下点Bからの高さ 1.60 mの点Aから,初速度0で小球をすべらせる。重力 加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 m 1.60m (1) 小球がBを通る瞬間の速さは何m/sか。 h = 0 -- +² (2) 小球はBからの高さ 1.20mの点Cから飛び出す。 B 1.20 m 60° Cから飛び出す瞬間の速さは何m/sか。 (3) Cにおける接線が水平面となす角が60°であるとすると,小球がCから飛び出した 例題 21,22,23| 後の軌道の最高点はBから何mの高さのところか。

(2)と(3)を教えてください 答えは無いです

A問題 図のような、なめらかな曲面台上の点Aに小球を置き,静かに手をはなして小球を 滑らせたところ, 小球は点Bから水平方向に飛び出して, 下方の床に落下した。 床から の点Aの高さをH = 9.0[m], 点 B の高さをん = 5.0[m],重力加速度の大きさをg= 10[m/s2]とするとき,次の問いに答えよ。 ただし, V5 = 2.2とする。 (各10点・計30点) 9.0[m] B 5.0[m] l[m] (1) 小球が水平方向に飛び出す瞬間の速さvo [m/s] を求めよ｡ (2) 点Bと小球の落下点との間の水平距離l [m] を求めよ。 (3) 床に達する直前の速さv [m/s] を求めよ。

高校生物理基礎の問題です 赤枠で囲った問題の解説にある 三つの 0 はそれぞれ何エネルギーが 0 であることを示しているのか教えてください。

第5章■仕事と力学的エネルギ リード] D 110 保存力以外の力の仕事 図のように床と斜面 がつながれている。 床のAB間はあらいが、他はなめら かである。 床の一部分にばね定数kのばねをつけ, 一端 に質量mの物体を押しあてて、 ばねを縮めた。 AB間 の物体と床との間の動摩擦係数をμ',距離をS, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) ばねを解放したとき, 物体が点Aに達する直前の速さを求めよ。 Ammun B (2) 物体は点Bを通過後,斜面を上り, 最高点Cに達した。 Cの床からの高さんを求めよ｡ もどってきた物体がばねを縮めた。ばねの最大の縮みxを求めよ。 →例題 24,113 応用問題 112 仕事と運動エネルギー■ 質量2.0kgの物体が, なめらかな水平面のx軸上の原点Oを速さ3.0m/sで通過 した瞬間から,速度の方向を含む鉛直面内で一定の角0だ け上向きに力F [N] を加えた。 力Fの大きさは移動ととも に右のグラフのように変化する。 また, cos0=0.80 とす る。 111 力学的エネルギーの保存 ばね定数k [N/m] の軽いつる 巻きばねの一端を固定し、他端に質量m[kg] のおもりをつるして, おもりを下から手で持った台で, ばねが自然の長さになるように支 える。 重力加速度の大きさをg[m/s'] とする。 (1) 台をゆっくりおろしていくとき, x [m] だけ下がった位置で台 がおもりを支える力の大きさ F [N] を求めよ。 (2) おもりが台から離れるときのばねの伸びx] [m] を求めよ。 つりあい (3) はじめの状態で台を急に取り去った場合, 最下点でのばねの伸びx2 [m] を求めよ｡ (4) おもりの最下点について, x1 と x2 の差が生じた理由を述べよ。 ➡115 (1) 力Fが物体にした仕事Wは何Jか。 (2) 物体が x=10m の点を通過する瞬間の速さは何m/s か。 0 F[N] 8.0 2.0 0 mmmmmm 10m 自然の長さ CQ 10 lllllllllll h ■■ ■■ x (m) -102 ヒント 112 カFの分力 Fcose のみが仕事をする。 (F-x 図の面積) × cos0が,Fのした仕事となる。 てい mi と 放した の 化を Imgs 111 112 ここがポイント 軽いつる巻きばねなのでばね自身の重さは無視できる。 これはばねを縦につるしても、おもりを取 りつけなければばねは伸びないということである。 (1) おもりを支えながら台をおろしていく場合、 おもりは台が上向きに支える力によって仕事をされ、 力学的エネルギーは保存されない。 (1) 台をゆっくりおろしているので, おもりは等速運 動をしている。 よって, おもりにはたらく力はつ りあっている (おもりにはたらく力の合力は0であ る) から,上向きを正として, aより力のつり あいの式はkx+F-mg=0 ゆえに F=mg-kx [N] (2) 台がおもりを支える力が0になるとおもりは台か ら離れる。 (1) の結果において, x=xのとき F0 となるから (3) 台を急に取り去った場合、 おもりには保存力である重力とばねの弾性力のみがはたらくので、力学 的エネルギーは保存される。 0-mg-kx₁ よって mg - [m] (3) 自然の長さの位置を基準水平面とする(図5)。 はじ めの位置と最下点での力学的エネルギー保存則より 0+0+0=0-mgx2+ 100 0=-—-kx (x₂-2mg) 0皿 2mg k 0より [m] (4) 台をゆっくりおろしていく場合は、おもりを支え る力によって負の仕事をされ力学的エネルギーが 減少するが, 台を急に取り去った場合は力学的エ ネルギーが保存されるため。 -xcos 0 自然の 長さ 2.0 第5章■仕事と力学的エネルギー ばねの 0 はじめ 水平面 図b mg 解答 (1) 力Fが物体にした仕事を W [J] とす F(N) 4 ると, F-x 図の面積より 18.0 W= (2.0+8.0)×10 2 cos0=0.80 であるから W=40J 10 (2) x=10mでの物体の速さを [m/s] とすると, 物体の運動エネルギー の変化は、物体にされた仕事に等しいので「1/12m-1/2m -mv² =W₁ よ り 1/23×2.0 × -/1/3×2.0×3.0°=40 Cheeeeeeeeee よってv=7.0m/s 最下点 ここがポイント 力の大きさが変化するので 「W=Fxcose」 の式にFの値を代入することはできない。 力Fの分力 Fcos0 のみが仕事をするので, (F-x 図の面積) × cos0 が F のした仕事となる。 また、物体の運動エネルギーの変化 = 物体にされた仕事の関係が成りたつ。 51 「ゆっくり」 とは 「力のつ りあいを保ちながら｣という ことである。 2 (2)の結果と比べると2 信伸びていることがわかる。 したがって, おもりはつりあ いの位置を中心に はじめの 位置を最上点, ばねの伸び の位置を最下点として振動す る。 @__mv²+W= 2mo (はじめ+仕事終わり) を用いてもよい。

こちらの(1)の問題についてです。答えは以下の通りなのです。fーx図の面積が仕事になることを利用したのですが、線引きした部分がどこの面積の式になるのか分かりません。教えていただきたいです

12 質量 2.0kgの物体が、な めらかな水平面のx軸上の原 点 3.0m/sで通過し を速さ た瞬間から,速度の方向を含む F[N] 鉛直面内で一定の角 0 だけ上 8.0 石 向きに力F[N] を加えた。 F の大きさは移動とともに右のグ2.0 ラフのように変化する。 また, cosp=0.80 とする。 (1) 力Fが物体にした仕事を求めよ。 7 (2) 物体がx=10mの点を通過する瞬間の速さを求めよ。 ma FO. 1004 Ok10m- JOS 1 S th 10x[m]

(4)(5)が分かりません。 教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

図に示す点A,B,Cは, 点Oを中心とする半径 [m]の円周上にあり, |_∠AOB=∠BOC=60° である。 強さE[V/m]の一様な電場を, 半径 OA に垂直な向き円 の面に平行に与える。重力加速度の大きさをg[m/s2] とする。 est~ 3+ (DSX DATA ON JOMBO 358 .5+ [m] ***H [m]x C B 60° 0 60° A E (0)5 do [站学大飴命立 (0.0)Q (1) この電場の中で,正電荷q [C] を帯電させた質量の無視できる小球 X を, 円周にそって 点Aから点Bまで, 外力を加えてゆっくりと移動させる。このとき, 外力が小球Xに 8位 する仕事 W1 [J] を求めよ。 (0 (2) 点Aにおける電位を0Vとすると、点Bにおける電位VB [V] を求めよ。 OFFRO (3) 次に (1) の小球X を 経路B→O→A にそって, 点Bから点までゆっくりと移動さ 魚 せる。このとき、電場が電荷にする仕事を,B→0間で W2 [J], O→A間でW3 [J] とし, 3 BO→A間の全区間で W23 [J] とする。 W2, W's, W23 をそれぞれ求めよ。 (4) つづいて、負電荷-9 [C] を帯電させた小球 Yを長さの絶縁のよい糸に取り付けて, 糸の他端を点0に固定する。 この状態で, 小球Yを点Cで静かにはなしたところ、円 16周にそって CA間を往復した。このことから,」を求めよ。ただし、小球Yの質量を エンジ[kg]とする。 華 135 >CHƆAATBÁCIA A MBOOÀ ČIά*** (5) (4) の小球Yの運動において,点Bを通過する瞬間の速さ [m/s] を求めよ。 来 ASS

(4)(5)が分かりません。 教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

図に示す点A,B,Cは, 点0 を中心とする半径 [m]の円周上にあり、 ∠AOB=∠BOC=60° である。強さE[Vm]の一様な電場を, 半径 OA に垂直な向き,円 の面に平行に与える。重力加速度の大きさを g [m/s'] とする。 人吉店 ON JOSE HOR 124.03 C B 60° 0 60° A E (0.0)0 (1) この電場の中で,正電荷[C]を帯電させた質量の無視できる小球 X を, 円周にそって 点Aから点Bまで、外力を加えてゆっくりと移動させる。このとき、外力が小球Xに する仕事 [J]] を求めよ。 日 [] (2) 点Aにおける電位を0Vとすると, 点 B における電位 VB [V] を求めよ。 (3) 次に, (1) の小球X を 経路 B→O→Aにそって、点Bから点までゆっくりと移動さ せる。このとき, 電場が電荷にする仕事を, B→O間でW2 [J, OA間で W3 [Jとし, 3 DAY BO→A間の全区間で W23 [J] とする。 W2, W3, W23 をそれぞれ求めよ (4) つづいて、 負電荷 -9 [C] を帯電させた小球Y , 長さの絶縁のよい糸に取り付けて、 糸の他端を点0に固定する。 この状態で, 小球 Yを点Cで静かにはなしたところ、円 国にそっ CA 間を往復した。 このことから, qを求めよ。 ただし、小球Y の質量を m[kg] とする。 > 海道壮 (5) (4) の小球Yの運動において,点Bを通過する瞬間の速さ B[m/s] を求めよ。 2000 特製 -

BとCの力学的エネルギーは保存されますか?

E 105 力学的エネルギーの保存■ 図のような, 表面のなめらかな曲面の最下点Bからの高さ 1.60 mの点Aから, 初速度0で小球をすべらせる。 重力 加速度の大きさを9.8m/s² とする。 (1) 小球がBを通る瞬間の速さは何m/sか。 (2) 小球はBからの高さ1.20mの点Cから飛び出す。 Cから飛び出す瞬間の速さは何m/sか。 Cにおける接線が水平面となす角が60° であるとすると, 小球がCから飛び出し 後の軌道の最高点はBから何mの高さのところか。 例題21,22,2 1.60 m B 1.20m 60°

等速円運動・慣性力の問題です！ なぜS2は力の分解しないのですか？？

解答 の力の成分を考える。 (1)おもりには重力 mg, 糸 a が引く力S1, 糸bが引く力がはたらく。 力のつりあいより 水平方向 : Sisin0-f=0 鉛直方向: Sicos-mg=0....② mg COS A ・① ②式より S1= (2)糸b おもりとともに運動する観測者から見 LICIO ると, おもりには遠心力がはたらき, 糸 にそった方向について力のつりあいが 成りたつ。 a a (3) おもりが最下点を通過する瞬間の速さ S₁ S₁ sin kon Sicos o S2 日 mg sin 0 mg ng 図a SUSIGR 108 b 中編動を始めない? f mg 糸bを切った直後は, おもりには重力 mg,糸 a が引く力 S2 がはたらく。 お もりの速さは0であるから, 遠心力は0である。 糸にそった方向の力の つりあいより 1 よって S2=mg cosou S2-mgcos0=0 FOS 2008 X00=4 大 3 mg cose**. -0 図は左 b SSANDKOS 1 別解 糸にそった

この問題の(2)(3)についての質問です。夏休みで解法をド忘れし、頼れる人も居ないのでこちらで質問させて頂きます。これは夏休みの宿題で解答は解るのですが、解説は全く載っておらず解法がサッパリです。 この問題の解法を教えてください🙇‍♀️

4 右図は,x軸上を運動する物体の x-t図で ある。 (1) 8.0 秒間の平均の速さは何m/sか。 (2) 時刻 4.0 秒における瞬間の速さは何m/s か｡ (3) この間、物体が最も速く運動していたのは, 時刻何秒ごろか。 x [m]、 36 24- 12- O 2.0 4.0 6.0 8.0 t [s]