高1物理です。一通り解いてみたのですが、力学的エネルギーの計算で行き詰まってしまいました。解法を示し

高1物理です。一通り解いてみたのですが、力学的エネルギーの計算で行き詰まってしまいました。解法を示していただけるとありがたいです。
「図aのように皿のついたばね定数kのバネの上に質量mの物体を静かに乗せると、バネは自然長x0からdだけ縮んで静止した。図bのようにバネが自然長かつかろうじて物体が触れられる状態にして物体を離すと物体は振動運動を始め、バネは最大でx縮んだ。xをdを用いて表せ」
よろしくお願いしますm(_ _)m

No.2 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2022/07/11 02:03

kd=mg だから k=mg/d

高さの基準点をバネの自然長とすると

物体を離した瞬間の運動工ネルギ=0
弾性エネルギ=0

バネが最も縮んだ時
運動エネルギー=0
弾性エネルギ―=(1/2)kx²

この2つの力学的エネルギーは同じだから

0=(1/2)kx²-mgx

この回答へのお礼

解決しました！ありがとうございます！

お礼日時：2022/07/11 11:23

No.1 回答者： mabuterol 回答日時： 2022/07/11 00:54

> バネは自然長x0からdだけ縮んで静止した

静止した、というのがポイントで、静止しているから力は釣り合っていますね。釣り合っている力は何と何ですか？

重力 mg と、バネの力 kd が釣り合っています。


> バネは最大でx縮んだ。

振動運動をするのですから、最大で x 縮んだ後は、再び伸びるのです。つまり最大縮んだ時というのは、物体の運動が一瞬だけ静止するわけです。

ここまでヒント。

この回答へのお礼

解決しました！ありがとうございます！

お礼日時：2022/07/11 11:23