Physics
高中
已解決
こちらの(1)の問題についてです。答えは以下の通りなのですが、なぜmgではなく、5.0mを「sinθ」を用いて計算しているのですか??教えていただきたいです。
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基本問題 148
148. 摩擦のある斜面上での運動 水平とのなす角が30°
の粗い斜面上に,質量 2.0kgの物体を置き, 斜面に沿って
上向きに初速度10m/sで打ち出した。 物体は, 斜面に沿っ
て 5.0m すべって静止した。 重力加速度の大きさを9.8
m/s として,次の各問に答えよ。
(1) この運動の前後で, 物体の力学的エネルギーの変化はいくらか。
(2) 物体にはたらいていた動摩擦力の大きさはいくらか。
ヒント (1) 静止したときの物体の力学的エネルギーは,重力による位置エネルギーのみである。
10m/s,
2.0kg)
5.0m²
30%
140㎡ 手塚のの2回の
解答 (1) -51J (2) 10 N
|指針 重力による位置エネルギーの基準を打ち出した位置にとると
打ち出された直後の物体の力学的エネルギーは, 運動エネルギーのみで,
斜面上で静止したときの力学的エネルギーは,重力による位置エネルギ
一のみである。両者は等しくならず, 動摩擦力がした仕事の分だけ変化
している。
垂直抗力
解説 (1) 打ち出したときの物体の位置を、重力による位
置エネルギーの基準とする。 打ち出した直後の力学的エネル
=1/23×2.0×10=100J
ギーは、1/21m²=1/1/2×2
130°
斜面上で静止したときの力学的エネルギーは (図)、
mgh=2.0×9.8×5.0sin30°=49J
力学的エネルギーの変化は、 49-100=-51J
(2) 動摩擦力の大きさをFとすると, 動摩擦力のした仕事Wは,
W=-F×5.0[J] である。 物体の力学的エネルギーの変化は, 動摩擦
力からされた仕事に等しいので
-51=-Fx 5.0 F=10.2 10 N
F
Check 力学的エネルギーの変化
物体が保存力以外の力から仕事をされると, 物体の力学的エネルギ
面からの垂直抗力は仕
事をしていない。
mg
15.0m
動摩擦力は物体の運動
の向きと逆向きにはたら
くので、負の仕事をする。
【別解 (1)
直角三角形の辺の長さの
比を利用して, んを求め
ることもできる。
解答
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ありがとうございます!!理解出来ました!!