J 面) 重力 mg[N] [8 h S U=-mgh mg mg 11 ho 力による位 向きを考え 増加した。 117 重力による位置エネルギー 高さ 7.0m のところにある質量10kgの物体に, 重力に逆ら って 490Jの仕事をした。 物体の高さは何mになっ たか。 U = mgh I'll 490=10.9.8h日の h = 5 7+5=12m" ?mq 7.0m 60M

26 115 (1) K=12/2mv²=1/2×4.0×3.02=18[J] 1 (2) mv²wとw=80[J] より, mv². 11/2×4.00-12/3× v2=49 よって, v>0 より, v=√49=7.0[m/s] ×4.0×3.0²=80 116 (1) Umgh=50×9.8×10 =4900=4.9×10°〔J〕 crt (2) この人の位置んは重力による位置エネルギーの基準面 の屋上より 10m低いから, h=-10[m〕。 したがって, U=mgh=50×9.8× (−10) = -4.9×10'〔J〕 117 重力に逆らって仕事をした分だけ重力による位置エ ネルギーが増加するから 求める高さをんとすると, mgh-mg×7.0W ぐ 10×9.8×h-10×9.8×7.0=490 1.0.8 on S 98h=1176 1176 98 よって, h= 6=1 43 =12〔m〕 435dnat 別解 物体の最初の位置を重力による位置エネルギーの 基準面として,基準面から上がった高さをん [m] とすると, 10×9.8×h'-0=490 h'=5.0[m] 物体の最初の位置は地面から7.0m なので, 求 める高さは, 7.0+5.0=12.0[m] 注意 この計算では解答の有効数字は3桁となる。 118 この問題では, 本にはさまれたものさしの摩擦力は 動摩擦力であり, 動摩擦力はその速さに依存しないので, 一定の大きさの力f=10[N] としている｡ (1) 台車にはたらく力の向きに注意して, 運動方程式 「ma=F」 を立てると, 台車の進行方向を正として 28.0x004 ma=-f 台車の運動エネ り、 1 RE 2 - × 0.50×0 よって, 台車の からされた仕事 すなわち, (運動エネノ の関係が成り 119 (1) 重力 面に平行な成 をすべり落 mg sin 30° F 鉛直下向き て, 斜面方 方程式を立 ma=r よって, 別解 重 の三 1:2 F とな (2) 高さ10 mだか v²-0 よって (3) 運動ニ (重力 した