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至急お願いします! 問い 質量2.0㌔の物体を、14m/sの速さで真上に投げ上げ...

呪うさん

2010/6/1322:43:32

至急お願いします!
問い
質量2.0㌔の物体を、14m/sの速さで真上に投げ上げた。
1.投げ上げた時点のこの物体の持つ運動エネルギーを求めなさい2.物体は何mの高さまで上昇するか?
3.高さ2.5mの時点での物体の位置エネルギー及び運動エネルギーを求めなさい

誰か助け下さい!お願いします!

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ベストアンサーに選ばれた回答

esc********さん

編集あり2010/6/1323:33:30

さっきも質問がありましたね?
物理苦手ですか?図を描くとわかりやすく、面白いです。
なんてったってモノの動きとか性質を計算できるんですから。

1.運動エネルギーは、
K=(1/2)mv^2です。(m:質量、v:速度)
したがって、
投げ上げた瞬間の速度は初速度=14m/sですから、
K=(1/2)*2.0*14^2=4*49=50*4-4=200-4=196
有効桁数は2桁ですね。なので
K=2.0*10^2[J] です。

2、vが0になるときのxの値を求めます。
v^2-v0^2=-2gy(鉛直投げ上げの式)において、
0-14^2=-2gy
y=14*7*2/2g
=98/g [m](答)
重力加速度g=9.8ならば、
y=10 [m]です。

3.
登るときにしても落ちている時でも、同じ高さなら速度は同じです。(向きは違います)
何故かは調べたり考えたりしてください。
つまり、運動エネルギーは高さだけで決まります。
E=K+Uの式からもわかると思います。(Uは位置エネルギー、つまり高さだけで決まる)

それでは本題。
まず、位置エネルギー
U=mgh=2.0*g*2.5=5.0g
g=9.8なら、 U=49 [J]

次に運動エネルギー(K'とおきます)
1.で最初に求めたK(運動エネルギー)は200[J]です。
このとき、位置エネルギーは0ですね。何故かはわかりますよね?
つまり、力学的エネルギーE=200+0=200
どの高さでも力学的エネルギーは保存されますから、
E=K'+Uより、
K'=200-49=151
有効桁数をあわせて、K'=1.5*10^2[J]
以上です。

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