力学的エネルギーと保存力（３） |
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力学的エネルギーと保存力（３） |
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 答え合わせ 教科書ｐ106 例題17なめらかな水平面上で、ばね定数 50Ｎ/ｍの軽いばねの一端を壁に固定し、他端に質量 0.50ｋｇの物体をつなぐ。ばねの伸びが 0.20ｍになるまで物体を引いて、静かにはなした。 (1) ばねが自然の長さになったとき、物体の速さ  １〔ｍ/ｓ〕はいくらか。(2) ばねの縮みが 0.10ｍになったとき、物体の速さ ２〔ｍ/ｓ〕はいくらか。 図のように、初めの位置、(1)の位置、(2)の位置をそれぞれＡ点、Ｂ点、Ｃ点とします。 Ｂ点、Ｃ点での小球の速さをそれぞれ、 １〔ｍ/ｓ〕、２〔ｍ/ｓ〕とします。各点での力学的エネルギーの表を書きますが、水平面上の運動なので、重力による位置エネルギーは変化しないため、その列は省きます。  (1) ばねが自然の長さになったときの物体の速さ １は、Ａ点とＢ点の力学的エネルギー保存より １２ ＝ 4.0１ ＝ 2.0 ｍ/ｓ(2) ばねの縮みが 0.10ｍ になったときの物体の速さ ２は、Ａ点とＣ点の力学的エネルギー保存より 全体を４倍して ２２ ＋ 1.0 ＝ 4.0２２ ＝ 3.0２ ＝ ＝1.73２ ＝ 1.7 ｍ/ｓ |
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