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高校物理Ⅰの課題です。お礼はチップ250枚とさせていただきます。解答だけでなく...

kat********さん

2010/1/915:22:31

高校物理Ⅰの課題です。お礼はチップ250枚とさせていただきます。解答だけでなく、考え方(途中式)なども書いていただけると幸いです。それでは、よろしくお願い致します。

【仕事と位置エネルギー】
図の位置から振り子が動き始めた。おもりが最初に最下点を通過するまでに、

(1)糸がおもりを引く力(張力)がした仕事と重力がした仕事をそれぞれ求めよ。
(2)最下点を重力による位置エネルギーの基準とすると、最初の位置での重力による位置エネルギーはいくらか。
(3)運動エネルギーと仕事の関係より、最下点でのおもりの速さを求めよ。
(4)力学的エネルギー保存の法則より、最下点でのおもりの速さを求めよ。

以上です。図は写真を参考にしてください。では、よろしくお願いします。

補足eqywebuyさん、こちらは質問する際にチップをすでに払っておりますので、ベストアンサーをご回答いただいた方にはきちんとチップが送られます。ご心配なさらないで下さい。

おもり,最下点,位置エネルギー,重力,振り子,張力,向心力

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1
お礼:
250枚

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ベストアンサーに選ばれた回答

ngy********さん

2010/1/916:35:43

① 張力が向心力のため (張力の向き)⊥(運動の向き)
∴(張力の仕事)=0
(鉛直方向の変位 ⊿h)=3.2-3.2sin60°=1.6(m)
∴(重力の仕事 W)= mg⊿h = 2.5x9.8x1.6 = 39.2(J)

②(位置エネルギーU)=W=39.2

③初速v(=0) 最下点の速さV とすると
(mV^2)/2-(mv^2)/2=W
∴V= √(2W/m) = √2x39.2/2.5 = 5.6 (m/s)

④始点 運動エネルギー=0 位置エネルギー=39.2
最下点の運動エネルギーK=(mV^2)/2 位置エネルギー=0

力学的エネルギー保存の法則より
0+U=K+0
∴U=(mV^2)/2
∴V=√(2U/m) = √2x39.2/2.5 = 5.6 (m/s)

質問した人からのコメント

2010/1/11 13:58:30

詳しい解説、ありがとうございました。よく確認して頑張りたいと思います。

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