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物理 高校生

なぜ(2)は、弾性力による位置エネルギー=力学的エネルギーになるんですか?

基本例題19 弾性力による運動 なめらかな水平面ABと曲面 BC が続いてい る。 Aにばね定数 9.8N/m のばねをつけ, その他 端に質量 0.010kgの小球を置き, 0.020m 縮めて はなす。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 DEFAU (1) 小球は, ばねが自然の長さのときにばねからはなれる。 その後, 小球は, 水平面 AB から何mの高さまで上がるか。 BU (2) 水平面 AB からCまでの高さは0.40m²である。 ばねを 0.10m縮めてはなすと, 小 球はCから飛び出した。 このときの小球の速さはいくらか。 指針 垂直抗力は常に移動の向きと垂直で あり仕事をしない。 小球は弾性力と重力のみから 仕事をされ, その力学的エネルギーは保存される。 (1) では, ばねを縮めたときの点と曲面上の最高点, (2) では, ばねを縮めたときの点と点Cとで,それ ぞれ力学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 解説 (1) 重力による位置エネルギーの 高さの基準を水平面AB とすると, ばねを縮め たときの点で、小球の力学的エネルギーは,弾 性力による位置エネルギーのみである。 曲面 BC上の最高点で、速さは0であり、力学的エネ 64 Ta YOWN SECA A 100000円 2 基本問題 138, 146 Jo, yo B v2=1.96=1.42 ルギーは重力による位置エネルギーのみである。 最高点の高さを〔m〕 とすると, ×9.8×0.0202=0.010×9.8×h C ん=2.0×10m (2) 飛び出す速さをv[m/s] とすると,点Cにお いて,小球の力学的エネルギーは,運動エネル ギーと重力による位置エネルギーの和であり, -×9.8×0.10²=1/1×0.010 × z2 20.40m v=1.4m/s +0.010×9.8×0.40

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物理 高校生

問2 問4を教えてください

717) THE EF WE ON (よく出る 図1のように水平面上に斜面を固定し、 斜面上部に1秒間に60打点を 2 記録する記録タイマーを設置した。斜面と水平面をなめらかにつなぎ, 記録テープをつけた台車を置き,記録タイマーのスイッチを入れると同時 に, 台車から静かに手をはなして台車の運動を調べた。 その結果, 図2の ような記録テープが得られた。 この記録テープをスタート地点から6打点 ごとに区切って番号 ① ~ ⑩ をつけ、それぞれ 表1 の長さを測定し, 表1にまとめた。 次の問い に答えなさい。 (問52点他各1点/計7点) 番号 4 10 長さ[cm〕 0.8 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8 5.4 5.6 5.6 5.6 X 記録テープ_ 記録タイマー 斜面 (2) 台車 ⠀ 図2 水平面 #12 問1 斜面部を下るときの台車の運動について,次の説明文の空欄a, bにあてはまる適当な語句を、次のア ~ウからそれぞれ1つ選んで記号で答えなさい。 (完全解答) 「進行方向にはたらく力の大きさは( ) なるので、台車の速さは(b) なる。」 イ だんだん小さく ウ常に一定と as by ア だんだん大きく 問2 動き始めてから0.4秒から0.5秒の間の平均の速さは何cm/秒になるか求めなさい。 X 問3 ①~⑩の間の台車の運動について、時間と速さの関係を表すグラフ、および時間と移動距離の関係を表 すグラフとして適当なものを、 右 のアーカからそれぞれ1つずつ選 EKKIDE+x んで記号で答えなさい。 XX 問4 図1と比較して、水平面から台車までの高さは同じであるが斜面の角度を大きくして同様の実験を行っ た。このとき, 台車が水平面に到達したときの速さはどうなるか答えなさい。 大きくなる 36cm/秒 ウロ

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