物理の問題（大学

ｘ軸上を運動する質量ｍの質点。
その位置エネルギーが　U(x)=kx(kは正の定数)　のとき
１）この質点に作用する力を求めよ。
２）x=a(aは正の定数)の位置で、ｘ軸の正方向の初速度Ｖを与えて
　　運動させた。
　　　Ａ）静止する位置のｘ座標の値
　　　Ｂ）ｘ軸上のa>=x>=-aの範囲で質点の速度が最大になるｘ座標の
　　　　　値と速さの最大値。

全くわからないので、教えてほしいです。

No.2 ベストアンサー 回答者： sanori 回答日時： 2008/02/22 02:08

（１）

位置エネルギーＵは、力に逆らって仕事をした結果です。
仕事と力の方向は逆になります。

したがって、
Ｕ　＝　仕事　＝　∫（－力）ｄｘ

これを微分すれば
ｄＵ／ｄｘ　＝　ｄ（ｋｘ）／ｄｘ　＝　ｋ　＝　－力
です。

よって、力　＝　－ｋ

つまり、どこにいても、同じ方向（ｘ軸の方向）に－ｋの力がかかります。

ついでに、
加速度は、－ｋ／ｍ　です。


（２）
加速度が、－ｋ／ｍ　ということを念頭に置けば、
この問題は、高校で習う、空中にまっすぐ投げた物体の運動と全く同じです。

この回答へのお礼

ありがとうございました！！
理解しました！とてもわかりやすいです。
自分は「運動している」という言葉に引っかかりを感じて
力学的エネルギーを考えていました。
本当にありがとうございます。

お礼日時：2008/02/22 02:42

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2008/02/21 20:19

重力による位置エネルギーは、↓Ｅ=ｍｇｈ

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BD%8D%E7%BD%AE% …
Ｅ(h)=khではないでしょうか。(質点の質量m、重力定数gの両者は定数）
だから高さｘの処に加わる力は幾らか考えてみましょう。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
これは　力Ｆ＝ｋ　ということになると解釈していいのでしょうか？

お礼日時：2008/02/21 20:32