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力学

力学で 力とポテンシャルエネルギーの関係式は U(x)=ー∫F(x)dx と書いてありますが 鉛直上向きに初速度0で最高点でvとなったときの高さはhのときの関係式は 0-(1/2)mv^2=∫-mgdx=-mgh となっていたのですが 右辺は-∫-mgdx=mghとなるはずではないのでしょうか?

  • pluta
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  • sanori
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回答No.1

こんばんは。 その式におけるgは、9.8ではなくて、-9.8です。 地面から遠ざかる方向をプラスとしていますから、 その反対方向(落ちてくる方向)に働く加速度は、マイナス、つまり-9.8になります。 つまり、-mgh というのは、正の値なんです。 (高校の物理だと、その辺はいい加減なのですが、大学では、符号や向きは重要になります。)

その他の回答 (1)

  • yokkun831
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回答No.2

>鉛直上向きに初速度0で最高点でvとなったときの高さはhのときの関係式は >0-(1/2)mv^2=∫-mgdx=-mgh 文意がちょっと読み取れませんが,この式の意味は理解できて いますか? 「エネルギー原理」と呼ばれますが, (運動エネルギーの変化分)=(外からされた仕事)という式です。 ここでは明らかにg>0としており,重力と逆向きに移動したので 重力からされた仕事は,∫[0,h]-mgdx=-mgh でいいと思います。 この場合右辺の(外からされた仕事)は保存力においては当然位置 エネルギーの「減少分」になりますからマイナスがつくと考えても いいわけです。もちろん今の場合位置エネルギーは増加したのです。 一般の場合について書けば, (1/2)mv2^2-(1/2)mv1^2 = U(x1)-U(x2)=-(U(x2)-U(x1)) 今の場合,x1=0,v1=v,x2=h,v2=0ですね。 1を左辺に集め,2を右辺に集めるとそのままで力学的エネルギー 保存を表す式になります。

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