Question

ky

最後の問題の答えのグラフは、
なぜ運動エネルギーが位置エネルギーの半分になるのか分かりません。
分かる方は教えてください。

のように,物体Bの一部
の大きさを b, 手が糸アを真下に引く力の大きさ
の
Aの
つ選んで,
130g
ア
Aの水溶
体にはたらく重力の大きさを1Nとし, 糸の重さや糸ののび, 滑車と糸の摩擦, 空気の抵抗は考えないものとする。
2
図3
物体B
ア 水溶
図1
水平な面
図2
水ばねばかり
平。
滑車
滑車
滑車
ウ
水溶
物体 A
Bで結
物体A
実験2に
0.80m
台一
ア
10g
台一
台一
0.80m
床
(3) 実験3
床
床
図4
60℃。
2.0
図2のように, 質量200g の物体 Aに糸をつけて滑車にかけ, 水平な面と平行にばね
ばかりで糸を引き, ゆっくりと物体Aを床から 0.80mだけ引き上げた。 次に, ばねば
かりにつないだ糸を切り, 物体Aを落下させた。
【実験1】
1.6
【実験 2)
問題2
図3のように,質量 200g の物体Bと実験1 で用いた物体 A を糸でつなぎ滑車にか
け,物体 Bを水平な面に置いた。 次に, 物体 Bを水平な面と平行に引き, 実験 1 と同
様に物体 Aを 0.80m だけ引き上げ, 静かに手を離したところ, 物体Aは床に衝突して
止まった。その間, 物体 B の速さは大きくなった。 図 4は物体 A が床に衝突するまで
の位置エネルギーと物体 A の移動距離を表している。ただし, 物体 Aが床にあるとき
の位置エネルギーを 0[]とし, 物体Aと物体Bの力学的エネルギーの和は保存されて
いるものとする。
1.0
【実験)
12
にう
数1
[J」o
0
(2)~(
0.50
物体 Aの移動距離 [m]
0.80
図5
(1) 実験1で,物体Aが動き始めてから 0.80mの高さまで引き上げられる間, ばねばかりの目も
りは常に 2.0N を指していた。 このときの仕事は何Jか。
(2) 実験1で, 糸を切る前の物体 Aにはたらく重力と糸が引く力とがつり合っている。
このときのつり合っている力のようすを矢印で図5にかけ。 ただし, 図中の ● は物体
Aの重力の作用点を表し, 図の方眼の1目もりの長さを 1N とする。
3) 実験2において, 物体 Aが床に衝突して止まった後, 物体Bはどのような運動をし
たか。次のア~エから一つ選んで, その記号を書け。
ア 物体Bは, 物体 Aが衝突して止まった後, 一定の速さで運動した
イ 物体Bは, 物体Aが衝突して止まると同時に, 停止した
ウ 物体Bは, 物体Aが衝突して止まった後, 一定の割合で速さが増加しながら運動した
エ 物体Bは, 物体 Aが衝突して止まった後,一定の割合で速さが減少しながら運動した
実験 2の結果から, 物体Bを静かに離した後の物体Bの運動エネルギーと移動距離
との関係を表すグラフを図6に実線でかけ。
図
物体 A
ス
2.0
1.0
0.50
物体Bの移動距離 [m]
1,00
リ
物体 Aの位置エネルギー団
図物体Bの運動エネルギー団
水平な面
な面

2.0
動 1.0
0
0
1.00
0.50
物体Bの移動距離 [m]
物体Bの運動エネルギー団