Physics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว
問5の力学的エネルギー保存則の、何が台車から手を離した位置の要素で、何が振動の中心の要素なのかがわかりません🙇🏻♀️
（個人的には1/2mv^2+1/2kA^2が振動の中心で
−mgAsin30°が手を離した位置の要素だと思いました）
千葉
1
千葉大理系前期
図のように
2023年度 物理 31
角30°のなめらかな斜面上に質量m の台車が置かれ, そ
の台車には軽く伸び縮みしない糸の一端が取り付けられている。 その糸のもう一
端は斜面の上端に固定された定滑車と, 床と軽いばねでつながれた動滑車を介
して、天井に取り付けられている。 なお、 台車, 定滑車、動滑車, 糸は,すべて
同一の鉛直面内にあり, 台車から定滑車までの糸は斜面と平行, 定滑車から動滑
車および動滑車から天井までの糸は鉛直で, 糸がたるむことはないものとする。
また、2つの滑車は軽く, なめらかに回るものとする。
価
台車が静止しているときの位置をつり合いの位置とする。図のように,このつ
り合いの位置から,斜面の最下点までの距離をLとする。なお,距離L.なら
びに台車から定滑車までの距離は、後述する単振動による台車の振幅に対し
て,十分に長いものとする。また,ばね定数をk, 重力加速度の大きさを gとす
る。空気抵抗や摩擦は無視できるものとして、 以下の問いに答えなさい。 ただ
し、解答に用いる物理量を表す記号は,問題文中に与えられているもののみとす
る。
に
その
e fi
St
と
重力の向き
台車
L
30°
m
図
■天井
Grellle
動滑車
ばねん
床
〇問1 つり合いの位置において台車が静止しているときの, 糸が天井を引く力の
大きさを求めなさい。
1322023年度 物理 〈解答〉
千葉大・理系前橋
問4.単振動をする物体は力のつり合いの位置が振動の中心であり、手を
はなした位置が振動の端であるから,動滑車の振幅を A。とすると
mg
Ao=xo=h
(振幅 Ao = xo)
力のつり合い
自然長
振幅
2x0
\A=2x0/
llll
200力の
つり合い
台車の振幅をAとする。 ばねが自然長の位置からx だけ伸びて、動滑車
がxoだけ上昇すると,台車は斜面に沿って 2x だけ下降する。よって
A=2×Ao
2mg
k
問5.台車の最大の速さをv とし,台車から手をはなす位置を台車の重
力による位置エネルギーの基準とする。台車の速さが最大となるのは振動
の中心であるから,台車から手をはなした位置と振動の中心との間で、台
車とばねの力学的エネルギー保存則より
1
1
20=1mvo-mgA sin 30°+kA2
mvo-mgAsin30°+1/kA2
1
2
2mg
=
mvo'
-mg-
2
1 1
× +
k 22
1100
k( mg ) 2
g=0C nieom=
S
m
.. vo 9.
√ k
Apm
คำตอบ
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めちゃくちゃ理解できました！！！すっきりしましたありがとうございます🙇🏻♀️🙇🏻♀️😭😭