No.1
- 回答日時:
「台」は単に「手の力」を媒介しているだけでしょう?
「台が」というよりは「手が」なのでしょうね。
答は正しいと思います。
「力」と、その力の向きに移動経路に沿って積分すればよいけれど、高校レベルだったら「力学的エネルギー」を比べればよいです。
した仕事分だけ力学的エネルギーが変化します。
最初の「自然長」では
・位置エネルギー:この高さを基準にすれば Ep1 = 0
・バネの弾性エネルギー:自然長なので Es1 = 0
・静止させているので、運動エネルギーは Ek1 = 0
おもりが台から離れる位置では
・位置エネルギー:このときのばねの自然長からの伸びを L とすると
-g = -kL
より
L = -mg/k
従って、位置エネルギーは
Ep2 = mgl = -(mg)^2 /k
・バネの弾性エネルギー:Es2 = (1/2)kL^2 = (1/2)(mg)^2 /k
・静止させているので、運動エネルギーは Ek2 = 0
よって、手のした仕事は
W = (Ep2 + Es2 + Ek2) - (Ep1 + Es1 + Ek1)
= -(1/2)(mg)^2 /k
つまり、「手は負の仕事をした = 手は仕事をされた」のであり、正の仕事をしたのは「重力」です。
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