高校物理の問題です。ばね定数kのばねに質量

Writer: admin Type: regalmach Date: 2019-01-11 00:00
高校物理の問題です。ばね定数kのばねに質量Mの板を取りつけ板に質量mの小玉Pを接触させばねをlだけ縮ませてから放す。Pは自然長で板から離れ水平面から曲面へと上がって行く。ばねの最大の伸びxはいくらか。板は水平面上を動くとする。ここから私が作った誤答力学的エネルギーは、ばねが縮んだ状態では弾性エネルギーの1/2kl^2 のみ最大に伸びた状態では、速度が0になるので弾性エネルギーの1/2kx^2 のみよってx=l正答では、ばねの自然長の長さでの板の運動エネルギーとばねが最大限に伸びたときの弾性エネルギーが保存されるとしていました。ばねが縮んだ状態と最大に伸びた状態では力学的エネルギーは保存されないのでしょうか?解説お願いします。共感した0###sy2********さん小球P を板に接着しているのであれば、ばねが縮められた状態で手を放すと、 ← (1/2)kL^2加速しながらばねは伸びていき、自然長を通過するときに速さが最大になります。 ← (1/2)(M+m)v^2ここで、小球P が板に接着しているので、減速し始めても、小球は一緒に運動し、ばねが最も伸びる位置で、板とともに速さ0になります。 ← (1/2)kL^2ところが、問題文を読むと、小球P は板に接触させているだけですから、速さが最大になる自然長の位置までは、板に押されて、一緒に運動しますが、自然長を通過した後、板が減速し始めると、小球P は減速には付き合わずに、そのまま等速直線運動をして離れていきます。従って、ばねが最も伸びる位置では、速さが0になるのは板だけで、小球は、自然長のときの速さで、運動エネルギーを持ち逃げしています。 ← (1/2)kx^2 +(1/2)mv^2小球の運動エネルギーも含めれば、力学的エネルギーは保存しています。ナイス0
###おお!離れた小玉の運動エネルギーを考慮していませんでした。ありがとうございます。
###ありがとうございます!

 

TAG