高校物理 セミナーの問題 (3)がわかりません。 答えは90°です。 解説を読んでおもりの力学的エネ

高校物理 セミナーの問題
(3)がわかりません。
答えは90°です。

解説を読んでおもりの力学的エネルギーが保存されるため、おもりは離した点と同じ高さまで上昇する、というのは分かりました。
しかし何故90°になるのかわかりません。
糸が釘に引っかかっているのですか？？

No.4 回答者： chiha2525-- 回答日時： 2018/04/05 23:30

画像の釘の６０度は問２のためのものですが、それが引っかかってるのでしょうか。

６０度（３０度）の三角比１：２：√３は、0.4m先の最初のおもりの位置と、0.2m下の釘の位置が同じ高さであることを明示しています。つまりエネルギー保存で振り子の重りは釘の位置まで上がることを意味しています。なので、Ｏ－釘－”重りの最終位置”のなす角度は（釘の高さ＝重りの最終位置の高さ（＝重りの最初の位置の高さ））から９０度です。

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2018/04/04 20:41

重りは最初釘の左真横にある。

カ学的エネルギー保存則から、
運動エネルギーが0の時の重りの高さは
釘の高さ。

よって重りが最高点に達し
運動エネルギーが0の時の重りの高さは釘の高さで、
鉛直と糸のなす角度が
90°なのは明白。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2018/04/04 20:04

「おもり」を静かに離した高さが「くぎ」の高さと同じなので、おもりは「くぎ」の高さに上がるだけの位置エネルギーを持っています。

「くぎ」がなければ 0.40m の長さの「振り子」のまま「くぎ」の高さまで登りますが、「くぎ」があるので糸は途中で曲がって、でも「おもり」はくぎの高さまで登ります。それだけの「位置エネルギー」を持っているから。そして、それしか位置エネルギーを持っていないので、糸が短くなっても「おもり」が「くぎ」の高さ以上に登ることはありません。

No.1 回答者： tjbg 回答日時： 2018/04/04 19:15

こういうこと