
図のようにあらい水平な床面上で、ばね定数k[N/m]のばねの一端を固定し。もう一方の端に質量m[kg]の物体を取りつける。ばねを自然の長さから距離x[m]だけ伸ばし、手を離すと物体は動きだした。物体と床との間の動摩擦係数をμ´、重力加速度の大きさをg[m/s2]とする。
(1)物体は図の左向きに移動し、自然の長さの位置を速さv{m/s}で通過したとする。v[m/s]を求めよ
(2)x{m]の大きさを変更して同じ実験をしたところ、物体は自然の長さの位置でちょうど静止したとする。このときのx[m]を求めよ。
この問題の式と回答をお願いしますTT
1 √kx2/m-2μ´gx [m/s]
2 2μ´mg/k [m]
回答はこうなっています。急いでいるので
図も雑ですが回答よろしくおねがしますm(T T)m

No.1ベストアンサー
- 回答日時:
摩擦があるため力学的エネルギーは減少しています。
その減少の大きさは摩擦のした仕事の大きさに等しくなります。その関係を式にすればよいでしょう。
(1)
手を離す直前の状態では速さ=0でばねの弾性エネルギーだけがあります。
自然長の位置ではばねの弾性エネルギー=0で運動エネルギーだけを持ちます。
この間に摩擦が仕事をしていますが、それの大きさは摩擦力×距離となります。
力学的エネルギーは減少し、その減少は摩擦の仕事の大きさとなるのですから
(はじめの状態でのばねの弾性エネルギー) - (自然長の位置での運動エネルギー) = (摩擦のした仕事)
となります。出した式をvについて解けばよい。
(2)
自然長の位置でとまったということですから(1)で出したv=0ということです。これをxについて解けばよい。
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