物体のもつエネルギーと仕事について調べるために,次の実験 1,2を行った。(1)~(5)に答えなさい。ただ。
(奈良
100 gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。
[実験1]
レールを用いて水平な台となめらかにつながる斜面をつ
ものさし
くり,レールが水平な台に接する部分のレールの上面を基準面とす
る図1のような装置をつくった。質量20gの小球を,基準面から
の高さが5cmになるレール上に置き,静かに手を離して,図2の
ように置かれた木片に小球を衝突させたところ,木片は,水平な台
に接した状態で移動し,やがて静止した。このときの木片の移動距
離を測定した。この操作を,小球を置く高さをかえてくり返し行っ
た。表はその結果をまとめたものである。
ー小球
木片
ものさし
木片
基準面
レール
図1
水平な台
図2
小球を置いた高さ [cm]
木片の移動距離[cm]
5
10
15
20
2.0|4.0|6.08.0
1oy
【実験2]
図3のように,定滑車と動滑車を組み合わせた装置を用いて,質量1kgの物体を
一定の速さでゆっくりと20cm引き上げた。このとき,ばねばかりは常に2.5Nの値を示し、
ひもを引いた距離は80cmであった。ただし,ばねばかりや滑車など物体以外の道具の質量,
ひもの伸び縮みはないものとし, ひもと滑車の間にはまさつ力がはたらかないものとする。
(1) 実験1の操作を行い,木片の移動距離が7.0cmのとき,小球を置いた高さは何cmであった
と考えられるか。その値を書け。
(2) 実験1で, 斜面上の小球にはたらく重力を, 斜面に平行な方向と斜面に垂直な方向に分解し,
それぞれの分力を解答欄の図に矢印で表せ。なお,分力を矢印で表すために用いた線は消さず
に残しておくこと。
3) 実験2で, 物体を引き上げた仕事の量はいくらか。 また, その単位も書け。
4) 実験2で, 物体を引き上げる間に, 物体のもつ運動エネルギーの大きさと力学的エネルギーの大きさはどう
なるか。次のア~ウのうちから, 適切なものをそれぞれ1つずつ選び,その記号を書け。
ア だんだん大きくなる。
5) ジェットコースターは, 車体が引き上げられる仕事によってエネルギーを得て,下り始めるときには 同じ
高さまで上がることができるエネルギーをもっている。しかし, 実際にはその高さまで上がることはできない。
20cm
図3
イ だんだん小さくなる。
ウ一定のまま変わらない。
その理由を「エネルギー」の語を用いて簡潔に書け。
物体
定滑車
なるほど、、
物体は引っ張られているから自分は仕事をしていない→運動エネルギーは0ということですか？
それとも、
もともと止まっている物体(運動エネルギー0)が上にあげられたから、運動エネルギーは0のまま位置エネルギーだけ増えていくと行くことですか？？
よって位置エネルギー=運動エネルギーになる。ということでしょうか⁈