
中学3年生の力学的エネルギーのところの問題なのですが、
Q、図のような摩擦のないなめらかな面を運動する金属球について、次の問に答えない。
ただし、空気の抵抗は考えないものとする。
という問題の枝問題で、
・D点を飛び出した金属球は、この後どのような軌道を描いて進むと考えられるか。
図のア~ウから選びなさい。
解答は「ア」。
解説では
金属球は飛び出した後も運動エネルギーを持っているので、金属球が持っている位置エネルギーはA点での位置エネルギーより小さくなり、A点の高さまで上がらない。
となっていました。力学的エネルギーの保存の法則というのでA点まであがると思っていたのですが、どうやら違うようです。
息子の勉強に付き合って、うまくこなせていたのですがこの問題の説明ができません。
中学生レベルで解説できる方の援助をお願い致します。

No.3ベストアンサー
- 回答日時:
難しいことは抜きにして簡単な言葉で。
運動を始めた球は縦方向だけではなく、横方向にも移動エネルギー(解説で言う「運動エネルギー」)が使われているので、高さ(解説で言う「位置エネルギー」)は元の位置よりも少し低くなります。縦方向と横方向の2つのエネルギーを合わせて同一エネルギーになるのがエネルギー保存の法則です。
レールの射出口がが真上方向を向いていれば、同じ高さまで上がります。
解説にある「運動エネルギー」は横方向の移動エネルギーを表したものでしょう。
この回答への補足
みなさん丁寧に回答いただきありがとうございました。
中学校の理科もなかなか難しいもんですね。
子供がここで理解したようなので、ベストアンサーとさせていただきます。
回答いただき、ありがとうございます。
少し右にずれる分距離が伸びて運動エネルギーが消費されるので高さが伸びないみたいな感じですかね。隣で子供はわかったと言ってますが。
No.4
- 回答日時:
仮に図のレールの右側が欠けていなくて半円状だっとしたら、金属球はA点まで上がります。
その場合にはA点では金属球は静止して、運動エネルギーが全て位置エネルギーに変わり(戻り)ます。ご質問の例では、レールが欠けている為に、レールから飛び出した時点で金属球の速度は右方向の成分を持っています。金属球の速度の右方向の成分は変わらずにずっと残るので、金属球は最高点でも静止しません。このため最高点でも右方向の運動エネルギーの分だけはエネルギーを残さなくてはならず、全部が位置エネルギーに変わることはありません。従って金属球がA点に達することはありません。
回答いただき、ありがとうございます。ようやくわかってきました。
残った運動エネルギーが純粋に上方向に行かず、右方向にいく分消費され、その分位置エネルギーに置換されないため上がりきれないということですね。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
-
プロが教えるわが家の防犯対策術!
ホームセキュリティのプロが、家庭の防犯対策を真剣に考える 2組のご夫婦へ実際の防犯対策術をご紹介!どうすれば家と家族を守れるのかを教えます!
-
中三理科。 月の動きは西から東?東から西? 全く理解できません。
宇宙科学・天文学・天気
-
力学的エネルギーの保存 (ループコースター・小球がレールを途中で離れる)
物理学
-
関係代名詞と分詞の違い
英語
-
-
4
男性が好きな人でオナニーする時の妄想を教えて下さい
風俗
-
5
豆電球の明るさが並列回路の方が明るいのはなぜですか?!?
その他(自然科学)
-
6
高校1年の物理の仕事に関する問題。
物理学
-
7
彼氏に挿れたまま寝たいって言われました
セックスレス
-
8
斜面上の物体にはたらく力
物理学
-
9
望遠鏡で見ると上下左右逆だと習ったのですが、なぜ、南北はぎゃくになっていないのですか???
中学校
-
10
all the+名詞、all +名詞 の違い
TOEFL・TOEIC・英語検定
-
11
電球の明るさは 電圧、電流 どっちできまる?
物理学
-
12
相似ついて
数学
-
13
なぜ、アンモニアと塩酸の中和では水が出ないのですか?
化学
-
14
直列と並列ではどちらが消費電力が少なくなりますか
その他(自然科学)
-
15
水底での浮力消失
物理学
-
16
理科の露点の実験で質問です! なぜ汲み置きの水なのでしょうか
中学校
-
17
同じ位置から転がして、どちらが早いか?
物理学
-
18
睡眠中、挿入されたら気付きますか?
不感症・ED
-
19
入試の採点
中学校
-
20
金星が最も長く見える位置の理由
宇宙科学・天文学・天気
おすすめ情報
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
人気Q&Aランキング
-
4
人間のジャンプ時の衝撃値は?
-
5
縮退をわかりやすくお願いします
-
6
高校物理の力学の質問
-
7
波数(k)を用いた空間座標表示を...
-
8
ポテンシャル
-
9
超高温 vs 超低温(絶対零度)...
-
10
人体からの発熱量の計算方法
-
11
力学的エネルギーの保存でレー...
-
12
エネルギースペクトルとは?
-
13
共晶反応について
-
14
励起子束縛エネルギーについて
-
15
間接遷移のバンドギャップと吸...
-
16
オルゴールのエネルギー変換に...
-
17
XPSについて教えてください。
-
18
「エネルギー積分を使って導け...
-
19
バンドフィリングについて
-
20
普段の生活の中での位置エネルギー
おすすめ情報
公式facebook
公式twitter