高校1年の物理の仕事に関する問題。

「質量2.0kgの小球を、最下点Bから高さ2.5mの点Aで静かに離したところ、小球はなめらかな斜面上をすべり始めた。点Aからすべり始めた小球は、最下点Bを通過し、最下点から高さ0.90mの点Cで仰角60°の向きに斜面から飛び出した。」

という問題文に対して、

「小球が斜面上を運動しているとき、
小球にはたらく力の名称を2つ答えよ。
また、小球が点Aから点Bまで運動する間に、
それぞれの力のする仕事を求めよ。」

という問があります。
この問の答えで、はたらく力2つは「重力」、「垂直抗力」なのは分かるのですが、
それぞれの力がした仕事が｢重力....49J｣、「垂直抗力....0｣
垂直抗力は分かるのですが、何故重力がその大きさになるのかが分かりません。

また、同じ問題で

「点B,Cでの小球の速さはそれぞれいくらか」
という問がされていて、その答えが
「点B....7.0m/s」「点C....5.6m/s」になぜなるのかも分かりません。

計算式がさっぱり分からないので、親切な方教えて頂けると嬉しいです。

※図を載せておきます。

質問者からの補足コメント

• 画像が見にくかったかもしれないので、念のためもう1枚載せておきます。すいません。

  
    補足日時：2016/10/10 07:33

No.2 ベストアンサー 回答者： ohkinokomushi 回答日時： 2016/10/10 11:42

仕事は

力×「力の向きに動かした」距離
で表されるので
重力=mg=2.0×9.8=19.6N(下向き)で
下向きには2.5m移動しているので
19.6×2.5=49N

速さについては位置エネルギー(mgh)の減少が運動エネルギー(0.5mv²)の増加に等しいことからvを求めます

この回答へのお礼

分かりました！
御丁寧にありがとうございました。

お礼日時：2016/10/10 12:27

No.1 回答者： lupan344 回答日時： 2016/10/10 11:30

まず、A→B点の運動がした仕事は、B→Aへ持ち上げる仕事と同じです。

つまり、2.0kgの物体を2.5m持ち上げる為の仕事です。
2.0kg×9.8m/s^2×2.5m＝49N・m→49J
B点の速度は、小球が2.5m自由落下した後の速度と同じです。
つまり、V^2＝2gh、V：落下地点の速度、g：重力加速度＝9.8m/s^2、h：落差、より、V＝√(2gh)＝√(2×9.8×2.5)＝√49＝7m/sです。
C点の速度は、B点からC点の高さまで重力加速度に抗して上がった速度なので、V^2－Vo^2＝－2gh、Vo：初速＝7m/s、V＝√(Vo^2－2gh)＝√(49－2×9.8×0.9)＝√(49－17.64)＝√31.36＝5.6m/sです。

この回答へのお礼

やっと分かりました笑
ありがとうございます！

お礼日時：2016/10/10 12:28