No.1ベストアンサー
- 回答日時:
Aの質量をM[kg],Bの質量をm[kg],
重力加速度をg[m/(s^2)],
床からの高さをh[m],とおくと,
----------------------------------------------------
【最初の状態】
Aは最初,床から高さhだけあったので,
そのときの重力による位置エネルギーは,
Mgh [J]
Bは最初,床から高さ0だけあったので,
そのときの重力による位置エネルギーは,
0 [J]
----------------------------------------------------
【最終の状態】
Aは,床から高さ0なので,
このときの重力による位置エネルギーは,
0 [J]
Bは,床から高さhなので,
そのときの重力による位置エネルギーは,
mgh [J]
----------------------------------------------------
(1)Aが失った重力による位置エネルギーは,
Mgh-0=Mgh [J]
Mgh=1.0×9.8×2.0 [J]
=16.9 [J] ...(1)
----------------------------------------------------
(2)Bが得た重力エネルギーは,
mgh-0=mgh [J]
mgh=0.5×9.8×2.0 [J]
=9.8 [J] ...(2)
----------------------------------------------------
(3)鉛直下向きを正方向とすると,
重力が物体A,Bにした仕事の合計は,
Aは,鉛直下向きに力mgでh
すなわち,mgh ...(3)
Bは,鉛直下向きとは逆向きに
力mg×(h) ...(4)
つまり,重力が物体A,Bにした仕事の合計は,
(3)+(4)より,
Mgh-mghで表されるので,
Mgh-mgh
=(M-m)gh
=(1.0-0.5)×9.8×2.0
=0.5×9.8×2.0 [J]
=9.8 [J] ...(解答)
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
ちなみに,(1)-(2)をしても同じ結果を得られる.
解法はどちらでも良い.
結果だけ求めるのであれば,
(1)-(2)をした方が断然,早い.
====================================================
以上です.
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