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物理 高校生

物理 力学的エネルギーの問題です。 (3)の解答にあるcos120°とはどこのことですか? また、重力の進んだ距離は10sin30°だと思ったのですがどうして違うのでしょうか?

AからCまで引き上げた。重力加速度の大きさを9.8 ACがある。質量 40kg の物体を斜面上でゆっくりと 図のような,水平となす角が30° のなめらかな斜面 基本例題17 仕事 6.カ学的エネルギー 71 基本問題141 ACがある。質量 40kg の物体を斜面上でゆっくりと IC 10m m/s° として,次の各問に答えよ。 m 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) カ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。 130% A B (1)「ゆっくりと引き上げた」 とは, 指針 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=Fs cos0 を用いる。 解説 うになる。斜面に平行な方向の力のつりあいか (2) 物体は,カFの向きに10m移動しているの で,仕事Wは、 W=(1.96×10°) ×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 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 =-1.96×10°J (1) 物体にはたらく力は, 図のよ ら、 -2.0×10°J F=mgsin30° N 1 =40×9.8× 2 mgsin30° mgcos30° =1.96×10°N 2.0×10°N 130° 30° mg -2.0×10°J

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物理 高校生

この問題の(4)なのですが、解説の傍線部で-mgsinθではなく、+mgsinθにはなぜならないのですか? F0やkx3とmgsinθは逆方向に働いているので、プラスになると思うのですが…

111.斜面上のばね振り子の運動● 体が斜面に接してつり下げられている。物体の質量をm, 斜面の 傾角を0,ばね定数をk,重力加速度の大きさをgとする。 [A] 斜面がなめらかな場合について, 次の(1)~(3)に答えよ。 物体が静止しているときのばねの伸び x」 を求めよ。 (2ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合,ばねの伸 びが(1)の x」になるときの物体の速さ v」を求めよ。 (3前問(2)の場合,物体が最下点に到達したときのばねの伸び X2を求めよ。 [B] 次に,物体と斜面の間に摩擦がある場合について, 次の(4)~(6)に答えよ。ただし, 静止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ, μ'<μくtan 0 とする。 (4)斜面にそって物体を手で動かし, 静かに手を離すとき, 物体がすべらずに静止する かどうかを調べたところ,ばねの伸びが最小値X3と最大値 x, の範囲にあるとき, 物体を静止させることができた。 X3 と x4を求めよ。 (5)ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合,物体が最下点に到達したときの ばねの伸び x。 を求めよ。 (6) 物体が最下点に到達した後,再び斜面を上昇するか, 静止するかは,静止摩擦係数 や動摩擦係数などの条件による。物体が再び上昇する条件を 0, μ, μを用いて表 上端を固定したばねで物 0 (容出) 【千葉大) せ。 |00

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