Physics
มัธยมปลาย
最後の問題 キ に関して
解答のエネルギー保存の左辺右辺それぞれの比較点がどこかわかりません。
予想は左辺は板を離す前の静止している状態？で右辺は任意のxとして全てのエネルギーが働いている状態？だと思うのですが、任意点ならxの場合分けとか色々考えたくなります。誰か助けてください…。
り付ける。ばねの長さが自然の長さになる 選
物体を支える。ばねの質量は無視でき, 重力 由| 且
とする。 は(ばね証数り
ゆっくりと下げていくとき, 板が物体から さ 上
板と物体との間には力がはたらいている。
胸還|板と物体との間にはたらいている力 "ーッ 物体(質量 み)
と おちょェヒデーウょっ 板
ときのばねの伸びは| イ |でぁる。
USJcp
本 物体は単振動を行う。この運動において. ばね
る。 物体の速さが0 になるのは, ばねの伸びが
あり, このときのばねの伸びは| エ |でぁる。
| |であり, このときの物体の速さは
ギーをyッ軸としてグラフに表すと,
の 〔折殖大 改
で
く」只 物体にはたらく力は常につりあぁ てい
二 に つている
: (Y-*図のグラフで囲まれた面積)
極もの間にはたらく力は垂直抗力であり, その大き
旗還る5 図a に物体にはたらく力をすべて図示する。
軸たらくカカのつりあいの式は x+パニカg
< パニーんx十779 これを図bのグラフに表す。
から離れるとき, パー0 であるから, このとき
のぼれねの伸びを zo として んxo=ニ9
=の
と
に圭してした仕事は 垂直抗カがした仕事であ 図a
動する向きと垂直抗力の向きは聞向きだから、 仕事は負とな
内きさは。(⑦)のグラフの面積であるから, 求める仕事 嘱。は
oxの(zeg)*
に 2ん
ネルギー保存則 「信のキ9ヵすyーー定」 を用いる。 重
ネルギーの基準を初めの位置とする。
の最大値を x。 とすると, 力学的エネルギー保存則より
ゅえに =ダケ
天になるのはつりあいの位置であるから, このときのばぱ
つりあいの位置 の、申 力学的エネルギー保存則を用いる。
0 の
を
図b
を※A 較圏②
のG, の⑦ほ単振動 つう。
の性質を利用して
答えてもよい。物
体の運動方程式は
下向きを正として +
。 2ニZ9一を 。 9の
つまり 図c
2三 -A(z-)
右辺は振動の中心 ぁ=そを
からの変位に比例する力 (復
元力) なので, 物体は単振動
し, 振幅は 4=うを であり.
角拓動数は s=/を である。
加 ばねの伸びの最大値xn
は振幅の 2 倍だから
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