Physics
高中
已解決

物理の質問です。

こちらの問題の(1)なのですが、
(まずそもそも範囲的にエネルギーで考えるべきところなのですが)私は、
静止摩擦力+重力の斜面に平行な分力
=弾性力
になる時だ!と思ってといたら、間違えてしまいました。
自分の考え方が何が違うのかが分かりません。
そこを教えていただきたいです。よろしくお願いします。

ee い のように, 水平との角度が6の斜面上の一引に質 ジ ンー 量 の物体を取り付けたばね(ばね定数ん, 自然長 6) を斜面の A 地点に取り付け, 自然長より9だけ縮め A W て環かにはなしたところ, 物体は斜面上を党り上がっ た。 物価と斜面どの間ほは摩擦があり 静止度控係政を 動摩擦係到を / とする。 重力 吉速度の大ききを9として, 次の問いに答えよ。 還牧休の到達表き最商地点を B 地点とするとき, AB 間の記離を求めよ。 (2 最高地点Bに 上伸びに 動き出すための条件を求めよ。 蛍* (2009 おぉ茶の水女子大)
を2めくぎに触れた後も力学的エイタイレレししーー 動導折力のした仕事の分だけ力学的エネルギー が変化する に1 ーを考える。 人の りつけられた 仙)を信も水平面を重力の位置エネルギーの基準面とする> @だけ縮めたときの力学的エネルギーは。 記すAgーzdsinの 最高地点のときのばねの伸びをょとすると, 力学的エネルギ 還 =は 太=すrgsinの となる。 記拉力の大きさはアーツー/gcos9であり。動 のした仕事は プ(2+z)ニー/7g(2+y) cos9 り ネルギーは動訂換力のした仕事の分だけ変化するこ ーーダ29(9+)cosg
。- 2Zx9(sSin9+/〆cosの 8 ん 開ーー 2が9(Sin9寺cosの) な ーー 2の(sinの上cosの. 間の距離は、7/々=/十の 月 因 ge 2g(sin9+g cosの な

解答

✨ 最佳解答 ✨

まず第1に、この場合は力がつり合うかどうかが分かりません。「一瞬止まる=力がつり合う」ではないんです。
わかりやすい例でいえば、鉛直投げあげで最高点に達した時って、下向きに重力が働いていてつり合っていないのに一瞬静止しますよね。

なまたま

この運動は単振動ですから、頂点に達して一瞬静止したあとまた動き出す可能性があるんです。その場合物体にかかる力はつり合っていません。これがつり合って物体が静止し続ける場合を考えるのが(2)ですね。

なまたま

はたらいてる力を図示するとこんな感じです。
静止した直後の静止摩擦力fと斜面下方向のkx+mgsinθ の大小関係によって、物体がその後静止するかどうかが変わりますね。

傍心

教えてくださってありがとうございます。

止まるっていうことについての考えが甘かったのですね!!

とても分かりやすい例もありがとうございます。
勉強になります🙇🏻‍♀️

すみません、もう1つお伺いしたいのですが...😭
この問題で、最高地点のバネの伸び正となっているのは「最高地点」だから、なのでしょうか?

なまたま

いえ、負である可能性もあります。
斜面がめっっちゃ急で、摩擦係数が超デカい みたいな場合であれば、最高点での伸びが負になることもあると思います。

なまたま

ただこの場合は出てきたxの値が−dかd−(ゴチャゴチャ)
しかないですよね。x=−dは有り得ません。なぜなら初めの時点で−dまでバネを縮め、そこから物体は上に動き出したわけで、最高点の伸びが−dよりは大きいのは明らかだからです。

なまたま

そーすると、d−(ゴチャゴチャ) を答えにせざるを得ないってことなんじゃないでしょうか。

傍心

出てきた数字の状況を少し考える、っていう絞り方をすべきですね!!😳

では、x>0って絞り方は不正確ですね。

2つもお答えしてくださってとても助かりました!😭
ありがとうございます。

なまたま

そうですね。x>0っていうなら、d−(ゴチャゴチャ)が必ず正になると言いきれるんですか?って話にもなっちゃいます。
まあ物理はそこまで細かく記述の正確さを求める教科ではありませんから、あまり気にしないで下さい。

傍心

た、確かに...

分かりました!!ありがとうございました🙇🏻‍♀️

留言

解答

力がつりあっている時は、加速度は0になるけど、速度は…

むく

最高地点では速度が0になります(そして斜面を下り始めます)…よね?

傍心

ご回答ありがとうございます。

加速してないで登っている時を式化しただけですね...😭
アホでした...
教えていただいてありがとうございます🙇🏻‍♀️

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