Question

ゲスト

物理基礎です。問２教えてください(_ _)
エネルギー変化と仕事についての等式の右辺についてなんですが、なぜ「動摩擦力がした仕事」なんですか？(なぜ、弾性力F=kdについて考えないのでしょう？)
自分は、右辺は(kd-μ´mg)xだと思いました。なぜ違うんですか？

z22  [4分"8 点】
ちらい平面上での質虹w の物体の通動を考える』四のよう
おを自然の長きから 9だけ縮め。 人に和夫 一端を固定した
すと物体は初速度0 で動き始め。 やがてばねから苑れて 0 次に, 手を共
だり進んで止まった。ただし。 |はねのはSSC
< また, ばね定

1を 面と物体の則の近作迷。了力如度の大きさを とする

 

 

手を離したとき。  ばねに著えられている弾性エネルギーはいく らか。
0 』id 9 4d @ 本gg @ 紀

0 1し

問1

                                                                          
                                                                                             

   

た      た      た
0 テーダ+@  @ ーーザ+d  @ っちず
9    oy

の        0

52】
間 @ 問2@

問1 ばねの自然の長さからの縮みがすのとき。ばねに甘えられている弾件エネルギー
(性力による位置エネルギー) は の である。

問2 物体にはたらく動摩擦力の大きさは, /2,7 である。物体が動き始めてから表止す
るまでに, 物体にはたらく動摩擦がした仕事は。 grcos180' ニー7xgz である。
ばねが自然の長きになったとき, 物体はばねから離れる。物体が動き始めてから静止する                 5

までに, 力学的エネルギー 代入4した人にしいから。

下思   仁  x+ニー 9

2

2

  

ん
2/ の

 

。 テニ

 

となる。

Answer 1

黒龍

そもそも弾性エネルギー(1/2)kd²こそが弾性力のする仕事なのです。

弾性エネルギー、広くポテンシャルエネルギーというものは｢仕事の前借り(予定された仕事)｣として定義されています。

従って、エネルギーの式に弾性エネルギーと弾性力の仕事の両方を書くというのは、例えると
｢私◯月×日に仕事するので給料前払いしてください。(後日)私◯月×日に仕事したので給料払ってください｣
と言って給料を二重に受けとる詐欺みたいな話になるわけです。

だから弾性力のした仕事は考えないのです。

黒龍

余談ですが、弾性力はバネの伸びで変わる上に自然長までしか働きません。

弾性力の仕事は積分を使って
∫(-d→0)kx dx = (1/2)kd²
となります。