問1 物体の運動とエネルギーについて調べるために,次のような実験を行った。これらの実験とその
結果について,あとの各問いに答えなさい。 ただし, 用いた記録タイマーは1秒間に 50 打点する
百ものとする。 また, 記録タイマーとテープとの間の抵抗,台車と斜面との間の摩擦、滑車と糸との
器間の摩擦、台車にはたらく空気の抵抗,糸と滑車の質量および台車の大きさは考えないものとす
る。さらに,糸は伸び縮みしないものとし,台車は斜面を上りきらないものとする。
〔実験1] 図1のように, 水平な床の上に斜面を作って固定し,この斜面上にテープをつないだ台車
を置き、静止させた。台車の他方には糸をつなぎ, たるまないように滑車に通した。糸を引く
直前に記録タイマーのスイッチを入れ, 一定の大きさの力で糸を引き, ある距離を引いたと
ころで糸をはなした。 糸を引くと台車は斜面を上っていき, 糸をはなした後も運動を続けた。
図2は、このときのテープを, 打点がはっきりと分離できる適当な点から5打点ごとに切
り取り、順に用紙にはり付けたものである。 ただし, 打点は省略してある。
25.0
滑車 糸
糸を引く向き
テ
| 20.0
←
テープ台車
の長さ
15.0
10.0
5.0
記録タイマー
〔cm〕
0
床
図 1
WHEEXABCDEFG
5 5打点ごとのテープ
〔実験2] 図3のように、 図1の斜面の角度を小さくし,斜面上 金
に台車を置くときの床からの高さ,糸を引く力の大きさ,
および糸を引く距離を 〔実験1〕 と同じにして同様の実験
を行った。
図2
滑車 糸 糸を引く向き
→
テープ台車
記録タイマー
床
問
図3
[実]