Question

はるな

例22の（2）ですが、どうしてP通過時に弾性力による位置エネルギーがかかるのですか。基準面にあるので、位置エネルギーは無く運動エネルギーだけだと思いました。教えて欲しいです、よろしくお願いします。

v² = 49
ゆえに v=7.0m/S
基本例題 22 力学的エネルギーの保存
→104~108 解説動画
質量mの小球を軽いばねでつるしたところ. ばねが自然の長さからd
だけ伸びた状態で静止した。 このときの小球の位置を点Pとする。重力
加速度の大きさをg とする。
(1) ばね定数をm, d, g で表せ。
(2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。
おもりが点Pを初めて通過するときの速さvをmd,g で表せ。
[POINT
解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0
(2) 点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。
点 Q, P間での力学的エネルギー保存則より
0+mgd+0= 1/2mv²+
v² +0+1=1 / kd²
(1) の結果を代入して, vについて解くと
mgd=
1=1
!== // mv² + 1/{ xmg xd² £>> v=√gd
・X
よって
2
d
指針 (2) 点Qと点Pそれぞれについて, ① 運動エネルギー, ②重力による位置エネルギー, ③弾
性力による位置エネルギーを考え,力学的エネルギー保存則の式を立てる。
よってk=mg
d
& Illllll
伸び
d
kd
PO
Img
T
P
td-
eeeeeee
伸び
0
①運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③弾性力による位置エネルギー
K==mv²
U=mgh
V=1/1/2k.x2
U
ORE
0000000
伸び
d
速さ
RECE
(1
(2
指針
解答

物理基礎 物理 リードa 運動とエネルギー 高校 力学的エネルギーの保存

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

たち

基準としたのは、重力による位置エネルギーの基準を今回はPだとしていますね。同じ位置エネルギーですが、重力による位置エネルギーとばねの弾性力による位置エネルギーは別物になります。P点では重力による位置エネルギーは(Pをそれの基準としたため)ありませんが、ばねの自然長からは伸びているので弾性力による位置エネルギーはもっています。