4 金属球の振り子の運動とエネルギーとの関係について調べるために,次の実験を行った。 あとの問いに
答えなさい。
(山梨)
[実験]
天井
① 図1のように,金属球をAの位置まで持ち上げて静止させた。その後,静か
に手をはなし,金属球が点0の真下で最も低いBの位置を通過し,Cの位置ま
で運動したようすをストロボスコープを用いて撮影した。 図1は撮影した連続
写真をもとに金属球の運動のようすを模式的に表したものである。
② 図2のように, 点0の真下にある点Pの位置にくぎをうち, 金属球がBの位
置を通過するときに,糸がくぎにかかるようにした。次に, ① と同様に,金属
球をAの位置に静止させ, 静かに手をはなした後の金属球の運動のようすを調
べた。
(1) 実験の① において, 金属球の位置がAからCに変わるときの金属球のもつ位置
エネルギーの変化は、図3の破線 (------) のように表すことができる。 このとき,
金属球のもつ運動エネルギーの変化は,どのように表すことができるか。 図3の
点線を利用して, 図3中に実線(-) でかけ。
(2) 実験の② において, 糸が点Pのくぎにかかった後, 金属球はどの位置まで上が
ると考えられるか。 図4のア〜エから1つ選び, 記号で答えよ。
| (1)
図3にかく。
(2)
図 1
糸
A
金属球
図2
糸
Ap
金属球
エネルギー
図 4
A
O
糸
AD
金属球
P
O
OB
B
PK
天井
○ア
OI
C
天
ウ