Question

奈央

実験2は、斜面の傾きを大きくして行います。
傾きが大きい方が、速さが変化する割合は増える（速さが早い）のに、水平面につくと速さは同じって、なんかおかしくないですか？
うまく説明できなくてすみません🙇‍♂️
教えてください🥺

FIR
記録 図 1 記録タイマー
●つけ
ある
運動さ 18.3
テープ
台車
AMBAR
水平面からの高さ
。

(2) 実験2における, 台車が斜面を下りるときの速さの
実験1と比べて, それぞれどうなるか。 簡単に書きなさい。
割合
速さ
水平面を運動しているときの速さは,
変化する割合と,

Answer 1

y.p2521

運動エネルギーが等しいからです。
力学的エネルギーを10として、水平面を基準とします。
図1の台車は停止してるので運動エネルギーは0、位置エネルギーは10です。
また、水平面上だと運動エネルギーは10、位置エネルギーは0になります。
そして、斜面を下るとき、位置エネルギーは10、9、8……と減少していきます。代わりに運動エネルギーは0、1、2……と増加し、最終的には10となります。
この時、運動エネルギーは水平面上を走る台車と等しくなります。
従って、速さは同じになります。

y.p2521

問題を読み間違えていました。最初の解答は飛ばしてください。

斜面の傾きは異なりますが、水平面からの高さは２つとも同じです。
なので、２つの台車の位置エネルギーは等しくなります。そう考えると位置エネルギーが0になった時の運動エネルギーも等しいので速さは同じになります。

加速度が異なるのは斜面が大きい程運動の方向に働く力が大きくなるからです。とはいえ、角度が大きい程斜面の距離は短くなりますが。

Answer 2

ゲ ス ト

まず、斜面の傾きが大きい方が速くなる理由
→斜面に平行な重力の分力が大きくなるから

斜面を下り終えればその力には分解できなくなります。
よって斜面に平行な分力は斜面を下り終えれば全く関係なくなります。

水平面の速さは運動エネルギーの大きさで決まります。
つまり同じ高さからスタートしているのであれば位置エネルギー同じ。つまり運動エネルギーも同じ。
よって水平面での速さは変わらない。

奈央

ご回答ありがとうございます！
質問なのですが、斜面上では、斜面の傾きが急な方を下る台車の方が速さは早いのに、水平面上で傾きが緩やかな方を下る台車と同じ速さになると言うことは、台車が水平面上に来ると速さが変わると言うことでしょうか？

奈央

イメージです🙇‍♂️

ゲ ス ト

そのイメージであってますよ！

ゲ ス ト

追加なんですけど…イメージしやすそうって思って。
よかったらみてください↓

奈央

ありがとうございます！
最後に質問させてください。
同時に手を離すと先に水平面につくのは斜面が急なほうであっていますか？

ゲ ス ト

あっています！

奈央

ありがとうございました！
さっき思ったんですけどめっちゃ字綺麗ですね！笑

ゲ ス ト

ありがとうございます笑
高校入試がもうすぐでめっちゃ緊張…

奈央

え！中3ですか…！？
賢すぎません？笑

ゲ ス ト

中3です！ありがとうございます(？)
まじで絶対合格したい！
お互い受験頑張りましょー！

奈央

私も合格したいー！
頑張りましょ！♪