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どうしてこの物体には運動エネルギーが働かないんでしょうか??動いている物体は全て運動エネルギーを持つのではないんですか??

「どうしてこの物体には運動エネルギーが働か」の質問画像

A 回答 (3件)

>>運動エネルギーが働かないんでしょうか??


何故、そう思う?

刻々と速度が大きくなるから、運動エネルギーも大きくなって行く。
一方で高さは刻々と小さくなるから、位置エネルギーも小さくなる。

エネルギー保存則により、位置エネルギー+運動エネルギー=一定(A)。

一番下に来た時、位置=0だから、運動エネルギー=A
一番上に有る時、運動=0だから、位置エネルギー=A

衝突時の運動エネルギー = 一番上に有る時の位置エネルギー
だと解るわけ。
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最初の高さにあったときの小球の「位置エネルギー」が、斜面を下って「高さ」が低くなることで「運動エネルギー」に代わる。



斜面を下り終わったときの小球の「運動エネルギー」が、ばねが最も縮んで小球の速度がゼロになったときにはばねの「弾性エネルギー」に代わっている。

そういう「力学的エネルギー」が、どのように姿を変えるのかという問題です。

結果的に、力学的エネルギーは保存されるが、その内訳が

(1) 小球が動き出す前
 ・小球の位置エネルギー(水平面を基準):E0
 ・小球の運動エネルギー:0
 ・ばねの弾性エネルギー:0

(2) 小球が水平面に到達したとき
 ・小球の位置エネルギー(水平面を基準):0
 ・小球の運動エネルギー:E0
 ・ばねの弾性エネルギー:0

(3) ばねが最も縮んだとき(小球の速度 0)
 ・小球の位置エネルギー(水平面を基準):0
 ・小球の運動エネルギー:0
 ・ばねの弾性エネルギー:E0

になっているということです。
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「この物体」と言うのは小球の事としか考えられませんが、逆になぜその小球に運動エネルギーが与えられるんでしょうか。

小球が当たったばねからとしか考えられませんが、ばねは小球の運動エネルギーを受けてどんどん縮んでいる真っ最中ですから、小球に運動エネルギーを与える事なんてできるわけがありません。そもそも問題には「軽いばね」と書いてあるわけですから、ばねの質量はゼロ、つまりばねに運動エネルギーは生じません。
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