(物理基礎・仕事) この問題で、変化する力の仕事の大きさだからF−xグラフの面積で求めようとしたので

(物理基礎・仕事)
この問題で、変化する力の仕事の大きさだからF−xグラフの面積で求めようとしたのですが、回答と符号が逆になってしまいます。
間違えているところのご指摘お願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/04/09 18:43

仕事=力ｘ力の方向への移動距離　で

手の力の向きは鉛直下向きです
したがって、鉛直下向きにy軸を取って下向きを正とします（上向きを正としても正解にたどり着けますが、ややこしくなります）
ここまでは良いですよね。
そうすると、自然長を原点、バネのつり合いの位置をd、そこからyだけ引き下げた位置d+yでは
バネの復元力は上向きにk(d+y),重力は常に下向きmgだから　手の力を下向きにFとすれば
力のつり合いからF+mg=k(d+y)⇔F=K(d+y)-mg=ky+(kd-mg)です
ということは、F－ｙグラフは切片kd-mg＝０、傾きはｋでグラフは右肩上がり
y=hを代入して　y=kh+kd-mg=kh+0=khとなり
グラフの端点の座標は(h,kh)です
この座標がUPのグラフでは誤っているので答えも間違っているのです
正しい座標をつかえば、W=(1/2)hx(kh)=(1/2)kh²となります

この回答へのお礼

あ、Fの符号が全部マイナスになるのってそういうことだったんですね、、！
ありがとうございます^^*

お礼日時：2020/04/09 22:26

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/04/09 19:36

バネのカじゃなくて手のカじゃないと駄目。

作用反作用の法則 バネのカ=-手のカ

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2020/04/09 16:54

仕事は「した仕事」と「された仕事」のどちらか、あるいは「何がした仕事か」を考えないと、正負が逆になります。

手は、ばねの力に逆らっておもりを引き下ろしたのだから「正」の仕事をしています。
ばねは「手」から「仕事をされて」います。

ああ、そういう話ではなくて、単なる立式の間違いですね。
ｘ軸を下向きにとったのなら、力 F の方向は上向きなので「マイナス」です。
右のグラフの縦軸は「上向きの力の大きさ」つまり「マイナス」の大きさを示していますから、式で書くときには「マイナス」を付けないといけませんね。