物理基礎です。写真1枚めの⑵と⑶で、⑵では写真2枚めの解答の黄色いマーカーの

Physics

高中

已解決

2年以上以前

物理基礎です。写真1枚めの⑵と⑶で、⑵では写真2枚めの解答の黄色いマーカーの式になる理由がわかりません💦⑶も解答のような式になる理由がわかりません💦教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️

5. 仕事と力学的エネルギー 59 91 抗力のする仕事一端を天井に固定したばね定数 ✓ んの軽いばねを鉛直につるし,他端に質量mのおもりをつけ,これを手で支えてばねが自然の長さとなる位置で静止させた。重力加速度の大きさをgとする。 00000 Fooooo (1) 図1のように手をゆっくり下げていくとき, おもりゆっくり下げる急に手を放すが手から離れる位置でのばねの伸びはいくらか。図 1 図2 (2) (1) おもりが手から離れるまでに手がおもりにした仕事はいくらか。 (3) 図2のように急に手を放すとき, ばねの伸びの最大値はいくらか。 3, 例題 24

1 発展 91~92 _+0-04-d 91抗力のする仕事◆ 考え方 (2) 手がおもりに加える力は保存力ではないので,手がおもりにした仕事の分だけ,おもりの (3) おもりにはたらく力は重力と弾性力だけであり、力学的エネルギーは保存される。力学的エネルギーは変化する。 (1) ばねの伸びがxのとき, 手がおもりを押す力の大きさを N とする。おもりにはたらく力のつりあいから, kx+N-mg=0 …..① N=0のとき, 手はおもりから離れる。このときのばねの伸びx1 は, ① から, mg k =-mg x 答 x₂ (-m X21 2mg -mg+1/12kx2)=0 よって, x=0, k x2 = 0 は適さないから, x2 = mg k Forres る。手がおもりにした仕事 W だけおもりの力学的エネルギーは変化するから, 2mg k kx w-(0-mgx+x) (0+0+0)@ 2 mg -k m2 ² + 1 1/2 k (mg) ² = _m² g ² k 2k (3) ばねの伸びの最大値をxとする。ばねが最も伸びた位置では,おもりの速さは0なので. 運動エネルギーも0である。力学的エネルギー保存の法則から, 0+0+0=0-mgx2+1/23kx20 KN kx-mg=0 よって, x= (2) はじめ (自然の長さ) の位置を重力による位置エネルギーの基準とす (2) 手がおもりに加える J mgy 2 m²g 2 k ●おもりをゆっくり下 2mg k ていくので,おもりにはたらく力はどの位置でつりあっている。おもを下げるにつれ,弾性力 kxは大きくなり、そし分,手が押す力Nはさくなる｡は,おもりの移動のと逆向きであるから｣事は負である。 ② (手がした仕事) = (最下点での K+ (はじめのK ③ (はじめのK+U = (最下点でのK

物理基礎物理運動

解答

✨ 最佳解答 ✨

maple

2年以上以前

（2）
力学的エネルギーは、重力や弾性力のみが物体にはたらいているときだけ、保存されます。
（2）では、それに加えて手からの垂直抗力がおもりにはたらいています。
よって力学的エネルギーは保存されずに変化するのですが、この垂直抗力（重力や弾性力以外の力）がした仕事が、力学的エネルギーの変化になっています。

〈おもりが手から離れるとき〉
・運動エネルギー：0
・位置エネルギー：（天井を基準面として）-mgx₁
・弾性エネルギー：1/2kx₁²
〈初め〉
・運動エネルギー：0
・位置エネルギー：0
・弾性エネルギー：0

したがって模範解答の式になります。