Question

りあ

物理基礎の力学的エネルギーの問題です。
(4)の途中式を教えて頂きたいです。

56 〈張力のする仕事と力学的エネルギーの保存> 図のように,長さ/〔m〕
の糸の先に質量 m[kg]のおもりをつける。点○の真下 / [m]の
点Cには, くぎが打ってある。 おもりを点Cと同じ高さの点Aまで
持ち上げて静かにはなすと, おもりは点Bを通過したあと,点Cを
中心とした円弧を描いて最高点Dまで到達した。 重力加速度の大き
さをg 〔m/s2〕 として, 次の問いに答えよ。
(1) 点Aから点Bにかけて糸の張力がする仕事を求めよ。
~正答
(2)点Bでのおもりの速さを求めよ。
答
0]
√gl (m/s)
gl(m/s)
(3) 最高点Dの高さを求めよ。ただし,重力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。
答 2
m
(4)点の真下
3
(4)点○の真下 / [m]のところへくぎの位置を変えたとき,最高点Dの高さを求めよ。ただし,重
力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。
量は
し
L
2
20℃の300g
2章 エネルギー

物理基礎

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

はじめん

最高点は速さ0の点(それ以上上にいかない)なので力学的エネルギー保存則より、最初の高さが速さ0の点なので最高点の高さは最初の点と同じL/2(Ｌは小文字ですけど1と見分けつけにくいので大文字で書きました)

エネルギー保存則の1番オイシイとこはエネルギーが保存するなら厄介な途中の過程をすっ飛ばして最初と最後、みたいに好きな2つの瞬間で等式を作れることなので釘で曲がるめんどくさいところをすっ飛ばして左端と右端だけで議論してOKです

強いて式にするなら右端の高さをXとして
mg×L/2=mg×X
X=L/2
とかけます

りあ

ありがとうございます！