高一の物理基礎の力学的エネルギーの保存というところです。(2)の答えがなぜマイナスになるのか教えてください。お願いします🙇

79 保存力以外の力が仕事をする場合 z 1.86 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 4.9× 102N/m のばねをつけ, P p B 端に質量 0.10kgの物体を押しあて あらい面 て ばねを0.10m縮めた。 AB間の物体と床との間の動摩擦係数を 0.20 距離を10m, 重力加速度の大きさを9.8m/s^ 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 vA [m/s] を求めよ。 (2) AB間で動摩擦力がした仕事 W[J] を求めよ。 (3) 物体は点B を通過後、斜面を上がり、最高点Cに達した。 Cの 床からの高さん [m]を求めよ。 79 (1) 7.0m/s (2) -2.0J (3) 0.50 m

(4)の答えはAG間です。理由教えてください🙏

4. 力学的エネルギー ジェットコースターが 4 図の軌道上をAから静かに動 き始め, BからGを通過し た。 空気の抵抗や摩擦はない ものとする。 次の各問いに答 えなさい ジェットコースター (1) A E G F B D C □ (1) AからBの間, ジェットコースターの① 位置エネルギーと②運動エネル ギーはそれぞれどう変化したか。 □(2) BからFの間で,ジェットコースターが最も速かったところはどこか。 記号で答えよ。 □ (3) BからFの間で,位置エネルギーが最も大きかったところはどこか。記 号で答えよ。 □ (4) AからGの間で,ジェットコースターの力学的エネルギーが変化しなか った区間はどこか。 「AC間」というような書き方で、できるだけ長い区間 を答えよ。 あてはまる区間がなければ, × と答えよ。 -155-

物理基礎です。 青マーカーの所なんですけど このとき運動エネルギーは何故0になるのですか？ vが不明な場合は0にするということでしょうか？

EXERCISE 例題 17力学的エネルギーの保存 ばね定数98N/mのばねに質量 2.0×10-2kgの物体を押しつけ, ばねを0.10m縮めた点Aから静かに手をはなすと, 物体はばね からはなれ,曲面を点Cまで上がった。 水平面AB, および曲 面BCD はなめらかで摩擦はないものとして,次の問いに答え よ。 ただし, 重力加速度の大きさは9.8m/s2 とする。 (1)点Bでの物体の速さ V[m/s] を求めよ。 (2) 水平面 ABからの点Cの高さH[m] を求めよ。 |ばね定数 |98N/m [000000 +10 ▶54, 57 D 10m (3) ばねを x〔m〕 縮めた点A'から静かに手をはなしたとき,物体の最高到達点は,水平面ABからの高 さが10mの点Dであった。 x を求めよ。 ここが ポイント ◆解法 ◆ (1)点Aと点Bで力学的エネルギーは保存する。 (2) 点A (あるいは点B)と点Cで 力学的エネルギーは保存する。(3) 点Aと点Dで力学的エネルギーは保存する。 (1) 水平面 ABを重力による位置エネルギーの基準面 とすると,点Aでの力学的エネルギー EA 〔J〕 は Ex=0+0+1×98×(0.10)2 = 0.49 [J] 点Bでの力学的エネルギーEB 〔J] は Ec=EA(=EB) であるから (2.0×10-2) x 9.8 × H = 0.49 H 0.49 (2.0×10-2) x 9.8 = 2.5〔m〕 (3) 点 A'での力学的エネルギーE^' 〔J〕] は 0+1/x 答 2.5m Ex' = 0 +0+ -x98xx2 EB =1/2x - × (2.0×10-2) x V2 + 0 + 0 = = 1.0 × 10-2 × V2 [J] である。 ( EA ) = イ(EB )より 点Dでの力学的エネルギー En 〔J] は En = 0 + (2.0×10 -2) x 9.8 × 10 + 0 である。ウ( 0.49 V= 0.49 = 1.0 × 10-2 × V2 1.0×10-2 7.0 [m/s] (2)点Cでの力学的エネルギー Ec 〔J] は Ec = 0 + (2.0×10-2) x 9.8×H [J] +0 答 7.0m/s ) -x98xx = (2.0×10 -2) x 9.8 × 10 x 2 = 4.0×10-2 x=0.20〔m〕 )より 答 0.20m

力学的エネルギーの保存って絶対ですか？

(2)の後半の｢遠心力が重力より勝っていればたるまない｣から、(遠心力)≧mgという式だと考えたのですが、解答では(張力)≧0となっていてそれが何故か分かりません。θ=180°において張力がある場合下向きに力が働くと思い、だとするとたるんでしまうと考えています。解説お願いします！

チェック問題 2 振り子の円運動 糸の長さ おもりの質量mの振り 子がある。 おもりに最下点で初速度 v を与えた。 標準 6分 (1) 振れの角が0のときの糸の張力T を求めよ。 (2) 糸がたるまずに1周するには vo はいくら以上必要か。 解説 (1) 《円運動の解法》 (p.191) で解く。 STEP 1 中心は点O 2 半径1, 3速さ” M m 45 は未知。 さぁ、どうやって求める? 速さときたらエネルギー。 いまは, 摩擦熱は出てな いから《力学的エネルギー 保存則》 (p.162) ですよ。 ☐ キミの言うとおりだ。 式を立てると, Vo mg 2 = mvo -m² + mg/l(1-cos 0 ) 遠心力 図 a よって、v=√vo2-2gl(1-cose) STEP 「回る人」から見て,遠心力 m を作図 STEP 3 重力を半径, 接線方向に分解しよう。 ここで糸は伸び縮みしない ね。このことから,半径方向には確実に力のつり合いが成り立つので, v² T T = mg cos0 + v² ② mT ②に①を代入すると, Vo 2 - T=m + g(3 cosa - 2)} ...... CS CamScanner でスキャン 第15章円運動 | 193

（5）の仕事率をもとめる時の秒数を見つけることができません （答えは大きい1）

3-1 1 仕事の原理と仕事 右の図のA,Bのようにして, 質量 8kg A の物体を2mの高さまで引き上げまし た。質量100gの物体にはたらく重力の 運動とエネルギー かっしゃ 大きさを1Nとし, 滑車やひもの重さ, B どうかっしゃ bp.17 動滑車 8kg まさつ 摩擦などは考えないものとして,次の問 いに答えなさい。 2 m 2m (1) Aのときの仕事の大きさは何ですか。 きょり (2) Aのとき, ひもを引いた距離は何mですか。 (3) Bのときの仕事の大きさは何ですか。 (4) B のとき, ひもを引いた距離は何mですか。 しごとりつ 166 (5)同じ速さでひもを引いたとき, 仕事率が大きいのはAとBのどち らですか。 2 物体のもつエネルギー 右の図のように,天井からつるした振り子の p.22

(3)ばねがlだけ縮んでいる時と伸びが最大のときとで保存則は使えないのはなぜですか？

128 力学的エネルギーの保存■なめらか な水平面上に,一端を壁に固定されたばね定数 小球 A 小球B ES [N/m] の軽いばねの他端に質量m[kg] の小 球Aが取りつけられていて, 小球Aに接して質量 3m [kg] の小球Bが置かれている。 水平面は, なめらかな斜面とつながっている。 AとBが接したままばねを自然の長さか [m] だけ押し縮めた後, 静かに手をはなしたところばねが自然の長さになった位置 でBはAから離れた。 重力加速度の大きさをg〔m/s'] とする。 (1) ばねを押し縮めるために加えた仕事 W [J] を求めよ。 (2) 小球Aから離れた直後の小球Bの速さ [m/s] を求めよ。 (3) 小球Bが離れた後, ばねの伸びの最大値x [m] を求めよ。 (4) 小球Bが達する最高点の水平面からの高さん [m] を求めよ。 [17 東京農大 改] 124

(2)なぜ離れた直後の2球の速さは同じだと分かるのですか？

128 力学的エネルギーの保存■ なめらか な水平面上に,一端を壁に固定されたばね定数 小球 A 小球 B [N/m] の軽いばねの他端に質量m[kg] の小 球Aが取りつけられていて, 小球Aに接して質量 3m [kg] の小球Bが置かれている。 水平面は, なめらかな斜面とつながっている。 AとBが接したままばねを自然の長さか [m] だけ押し縮めた後, 静かに手をはなしたところばねが自然の長さになった位置 でBはAから離れた。 重力加速度の大きさをg[m/s] とする。 (1) ばねを押し縮めるために加えた仕事 W [J] を求めよ。 mog (2) 小球Aから離れた直後の小球Bの速さ [m/s] を求めよ。 (3) 小球Bが離れた後, ばねの伸びの最大値 x[m] を求めよ。 (4) 小球Bが達する最高点の水平面からの高さん [m] を求めよ。 [17 東京農大 改] 12

(3)の解説お願いします🙇🏻‍♀️՞✨ 答えは1.50mです。

弟 編■運動とエネルギー 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。 AFTALE 1.60m B 1.20 m 60° Cから飛び出す瞬間の速さは何m/sか。 Xx (3) ℃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 後の軌道の最高点はBから何mの高さのところか。 例題21,22,23

(1)って2分の√3mglじゃ何がダメなんですか、、 答えはmgl(1-2分の√３)です

59. 力学的エネルギーの保存 長さlの糸に質量mのおもりをつけた振り子がある。 糸が鉛直方向と 30°をなす位置からおもりを静かにはなした。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) はじめの位置において, おもりがもつ重力による位置エネルギーUを求めよ。ただし,お もりの最下点を位置エネルギーの基準とする。 (2) おもりが最下点を通過するときの速さを求めよ。 2=l=J3=xV=mghより 2X = √31 X = √² l 2/2/mgl 2 ( By 1 30%3 ·l ひ ll (S) (1) mal (1-1)(2) 2g111-豊) 例題25