力学的エネルギーの問題です。 何故、½mv²₁は０ではないのですか。

物理基礎 【力学的エネルギー保存則 12】 物体がなめらかな面上の高さん 〔m〕 の点Aから斜面に そって下向きに初速度 vo (m/s) ですべり下りる。 点Bを 通過するときの物体の速さ 〔m/s) として力学エネル ギー保存則を書け。また, u 〔m/s) を求めよ。 ただし, 重力加速度の大きさをg 〔m/s2 ) とする。 2 mvz = √²³ + U₁ = { / m² ² + ₂ = 1) mVT mとして 仕事とエネルギー (確認プリ == / mv₂²2² + mg h = = = mv ² to < 1/1 28²³² + 8 h = √ √ 1² Vo ひ <-> Vj² + 2gh=u² B ať 0.2 +29h vo/ ( h=0 (wls) 【力学的エネルギー保存則 13] 上端を天井に固定した長さ(m) の軽い糸に物体を取り付け, 糸が鉛 直方向とをなす点Aから物体を静かにはなした。 最下点Bを通過す るときの物体の速さ (m/s) として力学エネルギー保存則を書け。ま

３の問6の解き方を教えてください

3 仕事とエネルギーについて調べるため、次の実験を行った。 ただし、100gの物体にはたらく力 の大きさをINとして、滑車や糸の重さや摩擦力は考えないものとする。これも 以下の各問に 図のように、モーターACや滑車、 斜面を使って、質量が600gのおもりXを床から 2mの高さまで引き上げた。ただし、モーターA,B,Cの糸を巻き取る速さはすべて同じである。 Ⅱ モーターAでおもりを直接引き上げた。 図] モーターBで動滑車と定滑車を組み合わせて引き上げた。このとき、モーターBがおもりを引 き上げたときの仕事率は6Wであった。 [3] モーターCで摩擦のない斜面を使って引き上げた。 2 ③3 ON モーターA A125 2mn ( 床 おもり× & 定滑車 * 動 モーターB モーターC 2m 3m おもり [X J NTM イ運動エネルギー V NTM 問1 実験ので、モーターAがおもり X を引き上げたときの仕事は何Jか, 求めなさい。 問2 実験の②モーターBがおもり X を引き上げたときと、口でモーターAがおもり Xを直接引き上 げたときとを比べると, モーターBが糸を引く力と糸を引いた距離は,それぞれモーターAの何倍 になったか。 それぞれ適切な数値を書きなさい。 -3- 12 問3 道具の重さや摩擦を考えないとき, 道具を使っても仕事の大きさが変わらないことを何というか、 書きなさい。 2 問4 実験の図で、モーターBがおもりXを引き上げたときの仕事率が6Wであるとき, かかった時間 は何秒か 求めなさい。 問5 実験の③モーターCがおもりXを斜面にそって, 床から2mの高さまで引き上げるとき, 糸 を引く力は何Nか, 求めなさい。 問6 実験の図で、モーターCがおもり X を引き上げたときの仕事率は何Wか, 求めなさい。 8 問7 実験ので、おもりXを床から2mの高さまで引き上げ, 静止させてから糸を切り, 落下させた ときに増加していくエネルギーとして適切なものを、次のア~ウから1つ選び、 その符号を書きな さい。 ア 位置エネルギー ウ力学的エネルギー 0.3

4番教えて頂きたいです

た。 選 かっしゃ 5 力のつり合いと、 仕事とエネルギーについて調べるため、 次の実験1, 2 を行いました。 これ に関して、あとの (1)~(4)の問いに答えなさい。 ただし, 滑車およびばねの質量, ひもの質量およ しゃめん ま さつ びのび縮みは考えないものとし、物体と斜面の間の摩擦、ひもと滑車の間の摩擦, 空気抵抗はな いものとします。また,質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1とします。 Ema 表 一木 アーエの 40 km 実験 1 質量が等しく,ともに2kgの物体Aと物体Bをひもでつなぎ,そのひもを滑車にかけ,物 体Aを斜面上に置いた。静かに手をはなしたところ,物体A,Bがゆっくり動きだしたので, 図1のように、物体A,Bが床から同じ高さになるように,物体Bを手で支えた。その後, ひもを切ると同時に物体Bから手をはなし,物体A,Bの運動のようすを調べた。 SUSPENDIS 0.9 m SOXO 滑車､ 物体B AD の 物体 A, B の高さ 加えた力の大きさ 〔N〕 0 1xd 長さ(cm) 15 図28は同日 18 Pal それぞれであり O MEIRELAY SUFIT (0.9mページ)をもとに、 JÕUX ESTRE して最も相当なものを、次のア Plum 120km ―ひも ばね 1.2m 表 ひも 付き( 実験 2 の跡 LAT たける ばねの一端と物体Cをひもでつなぎ, ばねの他端を手で持ち, ばねが斜面と平行になるよ うに,実験1で用いた斜面上に物体Cを置いたところ, ばねののびは6cmであった。 次に, ばねを手で引き, 物体Cを斜面に沿ってゆっくり0.5m引き上げ 図2の位置で静止させた。 JUB 物体Cが移動している間, ばねののびは, つねに6cmであった。 図 使用したばねは、ばねに加えた力の大きさとばねの長さの関係が表のとおりである。 16 17 18 13 4 5 6 物体 C 1.5m 物体A 斜面 1.2m 2020年 理科 (21) 1.5m 移動距離 0.5m 水平な床 7 8 19_ 20 21 22 23 SUJJAN>a てい Il x 05 9 24

問2の⑵、b の問題です。 仕事の大きさは、道具を使っても使わなくても変わらない、（仕事の原理）というものがあるので、bの答えは1倍になると思っていたのですが、答えには1.2倍と書いてありました。解説おねがいします🙇

7 いろいろな方法で物体を持ち上げたときの仕事について調べる実 験を行った。 図1のように、質量600gの物体Xを床から20cmの高 さまで持ち上げた。ただし、質量100gの物体にはたらく重力の大 きさを1Nとし、ばねばかりとひもの質量ばねばかりのばねやひ もの伸び,およびひもと滑車の摩擦は考えないものとする。 1 図1 問2 次に、 定滑車1つと,回転部分が2つついている質量120gの動 滑車Pを用いた図2の方法で,物体Xを床から20cmの高さまで持ち 上げた。 下の 内は,図2の方法で物体Xを床から20cmの高さま で持ち上げたときの仕事の大きさとばねばかりの値についてまと めた内容の一部である。 下の□内は、図1のとき、物体Xにした仕事についてまとめた内 容の一部である。 日本 図1のように物体Xを床から20cmの高さまで持ち上げるとき,物体Xにはたらく (①)に逆 らって物体Xを持ち上げるため、(①) ②(ア同じ向き イ反対向き)の,上向きの力を 加え続ける必要がある。 図1で、物体Xを床から20cmの高さまで持ち上げたときの仕事は (③) である。 (2) 文中の (③) に入る仕事の大きさを書け。 なお、単位も正しく記入すること。 図2でひもをⓐ (ア 60 イ 80 ウ100エ 120) cm 引くと, 物体Xを床から20cmの高さまで持ち上げることができた。このと きの仕事の大きさは,図1で物体Xを床から20cmの高さまで持ち 上げたときの仕事の大きさの (⑥) 倍であった。また,このときの ばねばかりの値は,図1で物体Xを床から20cmの高さまで持ち上 げたときのばねばかりの値の (ⓒ) 倍であった。 (1) 文中の②の( )内から,適切な数値を選び,記号を書け。 (2) 文中の (⑥), (ⓒ) , それぞれ適切な数値を書け。 ひも 図2 (1) 文中の(①) に,適切な語句を入れよ。 また、②の()内から, 適切な語句を選び,記号 を書け｡ ばねばかり ばねばかり 床 物体X (600g) 20cm 物体X ( 600g) 床 定滑車 ・ひも 動滑車P (120g)

この問題の（4）（5）で何故解説の図ｃ、図dが示すようなa,bの長さが分かるのですか？ 教えて頂けると嬉しいです

32. 〈ゴムひもに取りつけられた物体の運動〉 水平な台の上に質量mの物体Aを置き, 図のように自然の長さのゴムひもBを取り つけた。 ゴムひもの右の端を持って水平方向 にゆっくりと引くと,ゴムひもが自然の長さ からαだけ伸びたときに物体が動き始めた。 その瞬間にゴムひもを引くのをやめたところ, 物体ははじめの位置からだけ移動して止まった。 台と物体の間の静止摩擦係数をμ, 動摩 擦係数をμ',ゴムひもが自然の長さからy伸びたときの弾性力は,kを比例定数としてky とする。 重力加速度の大きさをg とする。 また, μμ' とする。 (1) 物体が動き始めたときのゴムひもの伸びα とμの関係を示せ。 (2) ゴムひもが1+αの長さに伸びたときにゴムひもに蓄えられている弾性エネルギーを求 めよ。 (3) 物体が止まるまでに摩擦力がした仕事を求めよ。 (4) 物体が止まったとき, ゴムひもがたるんでいたとする。 μとμ'の間にはどのような関係 があるか, a b を含まない不等式で示せ。 (5) 物体が止まったとき, ゴムひもが自然の長さよりも伸びていたとする。 このとき ゴムひ もにはエネルギーが蓄えられていることに注意して、移動距離6をm,g, k, μ, μ'′ を使 って表せ。 〔学習院大〕 A m x = 0 B 金沢大」 x=l

なぜ、周期の1/2なのですか？ 答えは2π√m/kではないのですか？ 教えてください。お願いします。

2 自然長一 * o o o o o o a ココロ m 図9-29 粗くて水平な床面上に, ばね定数にのばねが,一端を壁に固定して 置かれている。 ばねの他端に質量mの小物体をつなぎ ばねを自然 長からaだけ引き伸ばして, 静かに手をはなしたところ,小物体は ねに引かれて床面上をすべり ある地点で一瞬静止したのち, 再び逆 向きに動きはじめた。 はじめから一瞬静止するまでの間に小物体が動いた距離はいくらか。 また、その間に要した時間はいくらか。 ただし,重力加速度の大きさをg, 小物体と床面との間の動摩擦係 数を｣とする。 3 一生に止からの動麻協力が働きキ

なぜ、丸で囲ったようになるのですか？また、計算の仕方も教えてくれると嬉しいです！教えてください。 お願いします！

つたろ. の代 てま き 28 2 ・自然長・ 橋元流で 解く! * m 第9講 単振動 図9-29 粗くて水平な床面上に, ばね定数kのばねが,一端を壁に固定して 長からaだけ引き伸ばして、静かに手をはなしたところ､ 小物体はば 置かれている。 ばねの他端に質量mの小物体をつなぎ, ばねを自然 ねに引かれて床面上をすべり ある地点で一瞬静止したのち、再び逆 向きに動きはじめた。 はじめから一瞬静止するまでの間に小物体が動いた距離はいくらか。 また,その間に要した時間はいくらか。 ただし,重力加速度の大きさをg 小物体と床面との間の動摩擦係 数をμとする。 201 準備 この問題では,小物体に床からの動摩擦力が働きま すから,力学的エネルギー保存則は使えないはずです。にもか かわらず, 小物体が動きはじめてから次に静止するまでの間に 起こることは,摩擦のないふつうの単振動と同じなのです。 なぜそのようなことが起こるのかといえば､この小物体に働く床面から の動摩擦力の大きさは,床からの垂直抗力をNとして f = μN = μmg で一定だからです。 たとえば,μ = 1だとすると, この摩擦力は重力mg と同じ大きさですから、重力のもとでの鉛直方向の単振動とまったく同じ になります。 不思議なように見えますが、謎の種を明かせば、一瞬静止した小物体が 向きを変えて動きはじめたとき 小物体に働く動摩擦力は大きさこそμmg で同じですが、その向きは逆向き(左向き)になります。ですから、最初 の単振動とは別の単振動に変わっているわけです(振動の中心が移動しま

◽︎１(１)(2)(3)と◽︎2◽︎3を教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

実戦トレーニング 1 お急ぎ 物体の運動とエネルギーの関係について調べるため、次の実験1,2を行いました。 これに関して、あとの (1)~(3)の問いに答えなさい。 C 1,2 基準面 図2 【実験】図1のように、レールでつくったコースの上に、図2の速さ測定器と木片 を置いた。 質量 60gの小球Aを斜面上のXに置き,静かに手をはなした。 小球Aは, Xから転がり始め, レールが水平になったYを通過したあと, 速さ測定器をくぐって 木片にあたり、木片といっしょに動いてZで止まった。 Xの高さを変えて小球Aを転がし 小球Aが木片にあたる直前の速さと,小球Aが あたった木片の移動距離を測定した。 表1は, この結果をまとめたものである。 図1 小球A 高さ 表1 X 速さ測定器 Xの高さ[cm〕 小球Aの速さ [m/秒〕 木片の移動距離[cm] レール Xの高さ[cm] 小球Bの速さ 〔m/秒] 木片の移動距離 [cm] 5 小球が通過する 0.8 8.2 5 速さ測定器 0.8 Y 2.7 10 1.1 16.4 10 1.1 15 5.5 1.4 24.6 15 木片 1.4 8.2 20 1.6 32.8 20 解答・解説は別冊2ページ 移動距離 木片 【実験2】 小球Aと大きさが同じで,質量が20gの小球Bを使い, 実験1と同じ操作 をしたところ、小球Bは木片にあたり, 木片といっしょに動いて止まった。 Xの高さ を変えて小球Bを転がし 小球Bが木片にあたる直前の速さと, 小球Bがあたった木 片の移動距離を測定した。 表2は、この結果をまとめたものである。 表2 1.6 10.9 25 木片はレールを またぐように置く 1.8 41.0 25 30 1.8 13.7 (千葉県) Z 木片 2.0 49.2 30 物理分野 2.0 16.4 1仕事とエネルギー 実戦トレーニング (1) 実験1で 小球Aを基準面から高さ30cmのXまで持ち上げたときの仕事の大き さは何Jか。次のア~エのうちから最も適当なものを1つ選び, その符号を書き なさい。 ただし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを1とする。 ア. 0.02 J イ.0.18 J ウ.2J I. 18 J [

答えを見てもなんでこうなるのかわかんないです 解説お願いします😭😭

[105 (1) kd m -2μ' gd [m/s] (2) d- kd (3) 2μ' mg 指針 (1)(2) 動摩擦力の仕事の分だけ､力学的エネルギーが変化する。 (3) 動き出さない場合、 摩擦力が最大摩擦力以下である。 - (μmg) x d kd² S 解説 (1) 求める速さをv[m/s] とすると, (力学的エネルギーの変 化) = (動摩擦力がした仕事) だから, (1/2 mv² + 1/2 k× 0²) - ( 121 m × ² + 1/ kd²) ゆえに、 m 別解 運動エネルギーの変化と仕事の関係より , 2u' mg (m) k mv² - 1m x ² = 1/2 ke 2μ'gd[m/s] (v<0は不適) kd² 1/2 k ( x + cand = k(x+d) (x−d) mg ・kd2+1- (μmg) xd} = −μ mg (x+d) -2-d² x+d+ 0 £ y₁ = /k(x−d) = −µ² mg 2μ'mg ゆえに, x=d- - [m〕 (r=-dは不適) k (3) 静止した瞬間に、摩擦力は静止摩擦力[N] となる。 動き 出さないときは静止摩擦力とばねの弾性力がつり合っている ので, 24 mg f-kx=0 £₂7₁ f= kr = kld_²4²₂n また,静止摩擦力と最大摩擦力 (μmg) の関係より.f≦pomg kd ゆえに、≧ --2pe [105 摩擦力がはたらくとき のように、力の向きと 運動の向きが逆向きの とき、その力がした仕 事は負になる。 ゆえに、 v= --2μ' gd [m/s] m (2) 止まったときのばねの縮みを [m]とすると, (力学的エ (2) ネルギーの変化) = (動摩擦力がした仕事) だから, (1/2 m × 0 ² + 1/2 k²²) - (1/2 m × 0² + 1/2 kd² ) =-(μ'mg) x(x+d) センサー 29 ●センサー28 動摩擦力がはたらくときは, 力学的エネルギーが保存さ れていない。 (力学的エネルギーの変化) = (動摩擦力がした仕事 ) N 0000000000 (1) 自然の長さ 00000000000 00000000000 「00000000000 kdmg === /k(2² N ]= V mg kr²-. kd² -k(x²-d²) F'='N x+d Rx 12 (+α)(エー) -k(x+d) (x−d) 別解 運動エネルギーの 変化と仕事の関係を用いて も求められる。 6 仕事とエネルギー 6 53

(2)の②がなぜ0.4Nになるのか分かりません… 解説お願いします🙇🏻‍♀️

③ 仕事の大 仕事の大きさ (1) 1kgの物体を1.5m 持ち上げたときの仕事は何か。 100gの木片を水平面上で引いた。 下の図のように、 プラス チックの板 ばねばかり ① 紙の上で引くと、ばねばかりは0.5Nを示したが木片は動か なかった。このとき手は木片に対して仕事をしたといえるか。 プラスチック板の上で、木片を一定の速さで30cm引くと、 ばねばかりは 0.4 Nを示していた。 このときの仕事と. 木片と プラスチックの間にはたらく擦力の大きさを答えなさい。