A 回答 (2件)
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No.2
- 回答日時:
No.1 です。
まだ解決しませんか?
問1:A での力学的エネルギーは
・位置エネルギー:Ep1 = mgh = 5.0[kg] × 9.8[m/s^2] × 10[m] = 490 [J]
・運動エネルギー:Ek1 = 0 [J] (静止)
Bでの力学的エネルギーは
・位置エネルギー:Ep2 = 0 [J] (基準高さ)
・運動エネルギー:Ek2 = (1/2)mv^2
Ep2 + Ek2 = Ep1 + Ek1 = 490[J]
より
Ek2 = (1/2)mv^2 = 490[J]
→ v^2 = 980/5.0 = 196
→ v = √196 = 14 [m/s]
問2:
Bでの力学的エネルギーは
・位置エネルギー:Ep3 = mgh = 5.0[kg] × 9.8[m/s^2] × h [m] = 49h [J]
・運動エネルギー:Ek3 = (1/2)mv^2 = (1/2) × 5.0[kg] × (8.0[m/s])^2 = 160 [J]
Ep3 + Ek3 = Ep1 + Ek1 = 490[J]
より
49h + 160 = 490
→ 49h = 330
→ h = 6.7346・・・ ≒ 6.7 [m]
問3:最初持っていた Ep1 + Ek1 = 490[J] が「基準高さで静止」つまり 0 [J] になるので、
その間に小球が受け取る仕事は
-490 J
問4:動摩擦力のした仕事は 490 J で、動摩擦力を f 「N] とすると、
f [N] × 20[m] = 490 [J]
より
f = 24.5 [N]
小球が床面から受ける垂直抗力は
N = mg = 5.0[kg] × 9.8「[m/s^2] = 49 [N]
なので、動摩擦係数を μ とすると
f = μN
なので
24.5 = 49 × μ
→ μ = 0.5
問5:バネ定数を k とすると、ばねの弾性エネルギーは
Es = (1/2)kx^2
で、力学的エネルギー保存より
Es = Ep1 + Ek1 = 490[J]
x = 0.50 [m]
なので
490[J] = (1/2)k × (0.50[m])^2 = (1/8)k
→ k = 3920 [N/m]
No.1
- 回答日時:
何がわからなくての質問ですか?
「力学的エネルギー保存です」と自分で言っているではないですか。
問1、問2は「力学的エネルギー保存を使って解きます」ということですよ。
ここでの力学的エネルギーとは、
・重力による位置エネルギー
・運動エネルギー
の和のことです。
問3:物理でいう「仕事」とは、働く力が一定なら「力の大きさ × その力の向きに移動した距離」です。
仕事をした分、エネルギーが減少します。
問4:「動摩擦力 = 垂直抗力 × 動摩擦係数」です。
鉛直方向には加速度ゼロなので、垂直抗力は簡単に求まりますね。
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