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

この問題の（２）なんですけどどうして－９.8 がつくのかが分かりません。誰か教えてくださるとありがたいです

弾性エネルギー合 運動の法則 思考 145 滑車と力学的エネルギー図のように, なめらかに回 転する軽い定滑車にかけた糸の両端に, 質量 2.7kgの物体A と質量 2.2kgの物体Bを結ぶ。 A, B を同じ高さで支え, 静 かに支えを取ると, Aは下向きに, B は上向きに運動を始め る。はじめの位置を重力による位置エネルギーの基準とし, 2.0m 移動したときについて,次の各問に答えよ。ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) A,Bの重力による位置エネルギーの和はいくらか。 (2) A, B の速さはいくらか。 [知識] 146. ばねの縮み図1のように, なめらか な水平面上にばね定数をのばねが置かれ,一 端が固定されている。 質量mの物体が速さ 2の他端に衝突した。 (1) ように, ばねがxだけ縮んでいる ばねの弾性エネルギーはいくらか。 体の速さはいくらか。 図2 2.0m いくらか。 妹の長さ- m 12.0m x 発展例題 9 ばねと力学的エ ばね定数kの軽いばねに質量 図(a)のように鉛直に立てる。 の物体を手でもって皿の上に 振動を始めた。 重力加速度の 問に答えよ。 (1) 物体が最下点にきた ら距離 x 下がっていた (2) 物体の速さが最大 1000000000円 例題! 物体は重力と 指針 され,その力学的エネルキ (1) 最下点での物体の速 (2) 物体の速さが最大 ギーも最大となる。 解説 (1) は 準にとる。 図(b) の 学的エネルギー保 0=-mgxo-

この問１０の２ばんってどう解くんですか？

19 水平面上で、ばね定数kのばねの れている。 ばねの他端に質量mの物体を押し付け. 自然の長さからしの長さだけばねを縮め、静かに はなすと、物体は、ばねが自然の長さになったとき にばねからはなれ、点Aを通り過ぎてある位置で静 止した。 図の点Aから左側はなめらかな面であるが、 右側は摩擦係数がμの粗い面で ある。重力加速度の大きさをgとして、次の各問に答えよ。 A (1) ばねが自然の長さからxの長さだけ縮んでいる時の, ばねの弾性エネルギーはいくらか。 (2) 物体がばねからはなれ、点Aから左側を運動しているときの速さを求めよ。 (3) 物体が点Aから静止するまでにすべった距離はいくらか。 滑らかな傾斜30" の斜面と滑らかで段差のある水平面がつづいている。 ここで、質量 10 m[kg] の小物体を水平面から高さ [m] のP点から静かに離した。 重力加速度の大き さをg [m/s^²] として次の各問に答えよ。 (1) 小物体が斜面を滑りきるまでに『重力が小物体にした仕事』および『斜面が小物体に 与える垂直抗力がした仕事」 をそれぞれ求めよ。 (2) 小物体が水平面を進むときの速さを求めよ。 の粗い水平面を持つ。 水平面を滑ってきた小物体は台の上面に滑り込むと、 やがて台に 対して静止した。 小物体と台との間の動摩擦係数をμ とする。 図のように段に接するように質量 M [kg] の台が置かれている。 この台は段差と同じ高さ h[m] (3) 小物体がまだ台の上を滑っているときについて, 小物体が受ける力と台が受ける力を それぞれ矢印で図示せよ。 - (4) 小物体が台に対して静止するまでの時間とその時の速さを求めよ。 なお、 解答欄には 考え方の過程や途中式なども記述すること。 (5) 小物体が台に対して静止するまでに摩擦力によって失われた力学的エネルギーの 大きさを求めよ。 m[kg] 小物体 30% M [kg] 台

この問題の4だけお願いします 答え,-T-mg

せ。 , 2 。 [北海道大〕 54. くたてばねによる単振動〉 図のように, なめらかで十分長い直線状の棒 OP を鉛直に立てて 端を水平な床に固定した。 この棒に,同じ質量mの穴の開いた小さ い物体A, B を通した。 物体Aには, ばね定数kの軽いばねをつけ, ばねの他端は棒の端に固定した。 ばねは OP 方向のみに伸縮し, 棒 と物体A,Bの間に摩擦はないものとする。 さらに, 物体Aのばねと は反対側に質量と厚さの無視できる接着剤で物体Bを接着した。 物体 A,Bが押しあうときは物体AとBは離れないが, 引きあうときは引きあう力の大きさが接 床 x=0+ P Telle [00000] 物体B -接着剤 ・物体 A 着剤の接着力以上になると物体AとBは離れる。重力加速度の大きさをgとする。 初めに, ばねはその自然の長さからdだけ縮んで, 物体 A, B はつりあいの位置に静止し ていた。 図のように,このつりあいの位置を x=0 とし,鉛直上向きを正とするx軸をとる。 (1) 自然の長さからのばねの縮みd を,m, kg を用いて表せ。 まず, 接着剤の接着力が十分大きく, 物体AとBが離れない場合を考える。 物体Bをつりあ いの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体AとBは一体のまま上下に振動した。 (2) この振動の周期を, m, kを用いて表せ。 (3) この振動をしているときの物体A, B の速さの最大値を, m, k, b を用いて表せ。 物体AとBが一体のまま運動しているときの両物体の位置の座標をxとする。 また,物体 Aが物体Bから受ける力をTとし, x軸の正の向きをTの正の向きとする。 つまり, Tが 正のときは物体AとBは引きあっているが, Tが負のときは押しあっていることになる。 (4) このとき, 物体Bにはたらく力を, m, g, T を用いて表せ。 x軸の正の向きを物体Bには たらく力の正の向きとすること。 (5) 物体 A, B の運動方程式を考えることで,Tを, m, k, g, x を用いて表せ。 020 (6) T をxの関数として, -3d≦x≦3d の範囲でグラフに描け。 ただし, ここでは6>3d とする。 次に, 接着剤の接着力が小さく, 物体A,B間の引きあう力の大きさがmg以上になると, 物体AとBは離れる場合を考える。 ただし, 離れる瞬間の前後で,物体AとBの運動エネル ギーや, ばねの弾性エネルギーは変化しないものとする。 2246 物体Bをつりあいの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体Bは運動の途中 で物体Aから離れた。 (7) 運動の途中で物体Bが物体Aから離れるためには,bはある値6 以上でなければならな い。 bı を, m, k, g を用いて表せ。 (8) 物体Bが物体Aから離れた瞬間の物体Bの速さを, m, k, g, b を用いて表せ。 [22 千葉大 ]

(3)から(7)まで解き方がわからず困っています よろしくお願いします

第五問 振動問題に関して以下に答えよ。 (1) 質量m[kg]のおもりをばね定数k=25[N/m] のおもりにつけ、 図のようにsina=0.2となる斜面に 横たえた。 初め､斜面とおもりの間に摩擦が働かないとして､ 図のようにx軸を取った時の運動 方程式を求めよ。 なお、原点は釣り合い位置 (平衡点) に取る者とする。 (2) 上記から重力、 垂直抗力、 ばね力しか働かない場合の運動は質量m、 ばね定数kの通常の振動と 全くおなじになることがわかる。 この振動周期を求めよ。 (3) 時刻 (2/15) [s]においておもり位置がx=4[cm]、速度がv=-0.15[m/s]だったとしておもり位 置xを時間の関数x(n)として表せ。 (4) この振動系の全ポテンシャルエネルギー 位置エネルギーとばねの弾性エネルギーの和) を求めよ。 (5) 上記と力学的エネルギー保存則を用いて(3)の振動の振動振幅 x と､ 速さの振動振幅で。 (つまり平衡点通過時の速さ) を求めよ。 (6) 今度は大きさ1[N] の動摩擦力を生じる斜面に取り換えた。 2000000000 残りの条件は同じとし、おもりを平衡位置から10cmまで引っ張った後静かに手放した。 するとばね が縮んだ時点でおもり速度が0[m/s] になった。 」を求めよ。 (7) その後、 おもり運動がどうなるか､ 考察せよ。

仕事とエネルギーについての問題です。 （キ）と（ク）がなんでこの答えになるのかがわかりません。計算過程と解説をどなたかお願いします。

【7】 ( 明治大) 次の文中の空欄 ( )に適する式を所定の欄に記入せよ。 また, をそれぞれの解答群から一つ選べ。 X 図のように, あらい斜面上に質量の無視できるばねがあり, その下端 Q が固定されている。このばねは 斜面に沿って伸縮できる。 ばねははじめ自然の長さであり、このときのばねの上端 P の位置を x=0とし の小物体を静かに置く。 物体と斜面の間の静止摩擦係数をμlo, 動摩擦係数をμ',重力加速度の大きさを て斜面に沿って軸をとり, 下向きを正とする。 x=0より斜面に沿って距離も上がった地点Rに質量m とする。以下では、ばねと斜面の間の摩擦を無視してよい。また物体の大きさも無視してよい。 0 x=0 ア R に最も適するもの (I) 斜面の傾斜角6が小さいとき, 物体は静止したままであった。このとき、物体にはたらく摩擦力の大き イ さは ア である。 傾斜角をある角度より大きくしたところ、物体は斜面に沿って下降した。この 場合、斜面に沿った方向に物体が受ける力は,物体がばねに接触するまでは、 たがって、物体が斜面に沿ってLだけ下降して, ばねに接触する直前の速さVはウ で与えられる。 し である。 物体は、ばねと接した後, ばねと離れることなく運動し, ばねは最大d だけ縮んだ。 do だけ縮んだと きのばねの弾性エネルギー Ek は, ばね定数をkとするとE=(a)である。 物体が斜面に沿ってx=0か らx=d まで下降する間に重力が物体にした仕事はW= であり、摩擦力がした仕事は W2=オである。 ばねの弾性エネルギーEk, 接触する直前に物体のもっていた運動エネルギー 1 m2 の間には カ という関係式が成り立つ。 (ⅡI) 次に, 斜面の傾斜角9を0より大きいままにして, 物体をばねの上端 らだけ縮めてから静かに放す。 ここで物体が静止し続ける山の条件はキ である。 d がこの条件を 満たさず,物体が斜面を上がり始める場合を考えよう。物体はそのx座標がxになるところまで上がって いき, そこで速度がゼロになった。物体がx=dからx=xへ動いたときのばねの弾性エネルギーの変化と 重力による位置エネルギーの変化の和は、摩擦力がした仕事に等しい。｡ このことを利用すればx = | であることが導かれる。 ク ばねを自然の長さか に連結し,

真ん中の問題の（5） 1番下の問題の（2）と（3）解説お願いします！ 出来れば今日中がいいです。

ミ K=0 U= mgh 2 mv² きさ、 F0 12/28k 練習問題 31 力学的エネルギーの保存① 長さ5.0mの糸の先におもりを付け点 につるして振り子にした。 糸がたるまない ようにして、点Oと同じ高さの点Aから おもりを静かにはなした。 重力加速度の大 きさを9.8m/s' とし, √2= 1.4 とする。 A h=5.01 -5.0m -000000円 A 0 74 2.5m117600 また、空気抵抗や糸の質量は考えないものとする。 (1) おもりが最下点に達したときの速さを求めよ。 (2) 最下点を通過後, 反対側に鉛直から60°の点Bを通過するときの速さを求 めよ。 100000 自然長: L 10000000 解し ooooooo 82 力学的エネルギーの保存 ② 滑らかな水平面上に質量mのおもりを 置いた。 このおもりに, ばね定数k, 自 然長Lのばねの一端を取り付け、他端 を固定した。次に、ばねが自然長からa ( 0 <a <L) だけ伸びる位置までおもり を移動させ,静かにはなした。 (1) はなした直後の弾性力による位置エ ネルギーを求めよ。 V=1/2k. (2) 自然長からの伸びがxのとき, おも りの速さを求めよ。 (3) 自然長になったときのおもりの速さ を求めよ。 次に,おもりの質量を2倍にして,同じ実験を行う。 mia (4) 自然長になったとき, おもりの速さは (3) のときの何倍になるか。 (5) 自然長になったときのおもりの速さを (3) と同じにするために必要なばねのば ね定数を求めよ。 (1) 小物体をはなした直後の, ばねの弾性エネルギーを求めよ。 (2) 小物体がばねから離れた直後の速さを求めよ。 (3) 最高点の面 AB からの高さを求めよ。 学習した日 5.0m m (3 a m 83 力学的エネルギーの保存 ③ 滑らかな水平面AB と,斜面 BC が続い B ている。 Aにばね 定数10N/m のば ねの一端を固定し, 他端に質量 0.10kgの小物体を置いて, ばねを0.20m だけ押し縮め, 静かには なす。 小物体は弾性力によって加速された後, ばねが自然長に達した瞬間にばね から離れて水平面AB上を運動し,さらに斜面 BC を上昇した。 水平面AB 及 び斜面BCは滑らかにつながっているものとし、重力加速度の大きさを 9.8m/s²とする。 (2) - k-2,5m m アップ 500 [] (1) (2) (3 (3) J S ⠀ 10 No. 1 : 60 : 80 100

解き方を教えてください🙇🏻

4.0Nの力を加えると0.20m縮むつる巻きばねがある。このばねに物体を付け, ばねを 0.40m 伸ばしたとき, ばねの弾性エネルギーは何Jか。

教えてください

58. 弾性エネルギー ばね定数 10N/m のつる巻きばねについて次の問いに答えよ。 mor 0.20m 0.20m (1) このばねを自然の長さから 0.20m 引き伸ばしたとき, ばねのもつ弾性エネルギーU [J] を求め よ。 (2) このばねを,さらに0.20m 引き伸ばしたとき, ばねのもつ弾性エネルギーU-2 [J] を求めよ。 こ のとき, ばねを 0.20m 引き伸ばすのに要した仕事 W [J] を求めよ。

物理の仕事とエネルギーの問題でなんで写真のような答えになるかがわかりません 詳しく説明していただいたらありがたいです

(3) 物体の速さはいくらになったか。 20+25=45) 4×10×1²=45 V. ². 3.0 6. 地面からの高さ 10mの建物の屋上に0.20kgの小球がある。 (1) 地面を高さを基準とするとき、小球の位置エネルギーはいくらか。 0.20×9.8×10=19.6=20) (2) 屋上から小球を自由落下させるとき, 地面に達する直前の速さはいくらか。 1/2=19.6 +x0,20x0² = (916 に L2=196 V=145 7. ばね定数 50N/㎡のばねに 0.50kgの物体をつけ、なめらかな水平面上で自然長から0.10m伸ばして静止させる｡ (1) ばねに蓄えられた弾性エネルギーはいくらか。 1/1/2×50×0.10²=0.25) (2) ばねを放して、物体が自然長の位置を通過するときの速さはいくらか。 ☆×0.50ײ=0.25 1221.0 ✓ C Goals が続いている。 Aにばね定数 9.8N/m の