答えは②です。 その他の選択肢が間違っているという根拠は何ですか？教えていただけると助かります。

つため 0 問題1 1 上に点を打つ 図のように長さLの軽い棒の先に質量m の おもりをつけて, 支点を中心に初速度0で回転 させた。はじめの位置から回転した棒とのなす 角を 0,重力加速度の大きさをg とする 初速度 0 - 軽い棒 日 支点 速さ 角度 0 のグラフとして正しいものを 次の①~④のうちから1つ選べ。 ① ③ V 0 90° 180° ② 2 m おもり v 一日 0 ④ 90° 180° ・日 -0 日 90° 180° 0 90° 180° STAGE 05 仕事とエネルギー

普段我々の感じてる衝撃や勢いって力ですか？エネルギーですか？ エネルギーが仕事をする能力であり、k=1/2 mv²であるのは学習したんですが、力とエネルギーの違いがよくわからないです。あと、仕事とエネルギーの違いも難しいです。わかりやすく解説お願いします。

（2） 力学的エネルギーの変化量を考えるとき、動摩擦力による仕事は考えなくていいんですか？

第1章力学 問題 18 仕事と力学的エネルギー ② ばね定数k (N/m) の軽いばねの一端に,質 量m(kg) のおもりAをつけたばね振り子が ある。このばね振り子をあらく水平な床面上 物理基礎 公式 A U = 11/√ kx² 100000000 năm Q 0 -31 P IC 5/ 置き ばねの他端を固定する。 ばねが自然長のときのAの位置を原点と する。 図のように, Aを原点Oから点P(x=5/〔m))まで引っ張って、静か にはなした。Aは左向きに運動し始め、点を通過した。 その後、x=-31 (m) の点Qで静止した。 床面とAとの間の動摩擦係数をμとし、重力加速度 の大きさをg(m/s) とする。 (I)Aが点PからQまで運動する間に、動摩擦力のする仕事 W (N・m) を求 めよ。 Aが点PからQまで運動するときの, Aの力学的エネルギーの変化量 ⊿E (J) を求めよ。 (3) ⊿E = Wが成り立つことを用いて, μを求めよ。 弾性力による位置エネルギー(弾性エネルギー) U (J) (k (N/m): ばね定数 〔m〕: 伸び縮み) (I) おもりAにはたらく動摩擦力の大きさはμmg 〔N〕でPからQまでの移動 距離は8/〔m〕 である。 よって, 求める仕事 W [N·m〕 は, W=-μmg818μmgl (N・m〕 (2) 求めるのは「力学的エネルギーの変化量」なので、 おもりAの運動エネル ギーと位置エネルギーの和の変化量を考える。 Aは水平方向に運動しているので, 高さが変化しておらず重力による位置 エネルギーは考えなくてよい。 また, 点P, 点Qは自然長(原点O)からずれ た位置なので,点P, 点Qにおいて, Aは弾性力による位置エネルギーをもつ。 点P,Qにおける, 弾性力による位置エネルギー Up, UQ[J] は, それぞれ, 〈千葉工業大 〉 Up = =1/21k(50)2-252k2 =/( 9 U₁ = ½k (31)²=kl² 2 (解説) ばねが自然長から伸びたり縮んだりしているとき, ばねの両端 には自然長に戻ろうとする向きに力が生じる。 この力を弾性力 点Pでは 「静かにはなし」 点Qでは 「静止した」 ので, それぞれの点で速 さは0.すなわち, 運動エネルギーKP, Ko〔J〕 も0になる。 よって という。 4E = 0 + 25 0+ -kl² 2 == 8kl² (J] 変化後KQ+ UQ 変化前 K + Up 公式 弾性力の大きさF(N) F=kx (k(N/m〕: ばね定数 〔m〕: 伸び縮み) (3) ⊿E = Wより ※ 弾性力の向きは, 自然長に戻ろうとする向き。 - 8kl² == -8umgl よって, μ = kl mg F ⇒縮みx, 弾性力F,=kx, 弾性エネルギー U22kx2 自然長⇒弾性力0, 弾性エネルギー 0 X1 X2 mmmm 000000 F2 ⇒ 伸びzy→弾性力Fy=kx, 弾性エネルギー U2=1/2k2 自然長 注 ここで, p.39 公式 力学的エネルギーと仕事の関係と p.37 公式 運動エネル ギーと仕事の関係の違いを、しっかりとおさえておこう。 保存力である重力 弾性力について, 位置エネルギーを考えるのが 「力学的エ ネルギーと仕事の関係」 であり, 仕事を考えるのが 「運動エネルギーと仕事の関 「係」である。 1つの式の中で、重力 弾性力の位置エネルギーと仕事を同時に考え こることはない! た, ばねは伸びたり縮んだりしているとき, 弾性エネルギーを蓄えている。 エネルギーは弾性力による位置エネルギーともいう。 kl (1) W = -8μmgl〔N・m〕 (2)4E = - 8kl[J] (3)μ= mg 4. 仕事とエネルギー 41

物理の仕事とエネルギーの問題です。 以下の（2）の解き方を教えて欲しいです。 答えは v₁²-2gh/2μg cosθ です。 宜しくお願いします。

チェック問題 1 仕事とエネルギーの関係 アxだけ縮んだ ばね定数 kのばねで打ち出された質量 m の物体が, 自然長で速さで 縮み x ① V₁ ばねから外れ, ウ傾きの斜面000000 の動摩擦係数μの部分を1だけ 登って,高さんで止まった。 k m (1) v1, x,k, mを使って表せ。 (2)1,01,h, μ,g, 0 を使って表せ。 易 6分 M To (以外はなめらか) h

ウでは、なぜ速さが0なのですか？

チェック問題 1 仕事とエネルギーの関係 1920 アxだけ縮んだ, ばね定数 んのばねで打ち出された質量m の物体が,自然長で速さで ばねから外れ, ウ傾き 0 の斜面 の動摩擦係数μの部分をしだけ 登って,高さんで止まった。 M v1, x,k, m を使って表せ。 (2) 1, v1, h, μ,g, 0 を使って表せ。 縮み ア k m 0000000 V₁ 易 6分 1 M h 10 (1以外はなめらか) (FISH)

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