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物理基礎 力学分野に関する質問
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図のように、水平面上に質量mの物体を置き、壁との間をばね定数kのばねでつないだ。ばねの自然の長さからの伸びをxで表し、面と物体の間の静止摩擦係数をμ、動摩擦係数をμ'、重力加速度の大きさをgとする。次の問いに答えよ。 問1 ばねが自然の長さにある状態から、図のように手で水平に物体に力を加え、ばねを引き伸ばした。ばねの伸びがxになるまでに、手のした仕事はいくらか。正しいものを、次の(1)~(8)のうちから一つ選べ。 (1)(1/2)kx^2 (2)kx^2 (3)μ'mgx (4)μ'mg (5)(1/2)kx^2+μ'mgx (6)(1/2)kx^2+μ'mg (7)kx^2+μ'mgx (8)kx^2+μ'mg 問2 問1の過程の最後に手を止めて静かに放したところ、物体は静止していた。手を放した後も物体が静止しているようなばねの伸びxの最大値x[0]はいくらか。正しいものを、次の(1)~(4)のうちから一つ選べ。 (1)μmg/k (2)2μmg/k (3)μ'mg/k (4)2μ'mg/k 問3 問2の実験でばねの伸びがx<x[0]のとき、物体に作用している摩擦力はいくらか。正しいものを、次の(1)~(6)のうちから一つ選べ。ただし、図の右向きを正とする。 (1)kx (2)-kx (3)μmg (4)-μmg (5)μ'mg (6)-μ'mg 解答と解説をよろしくお願いします。
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駿台のセンター模試で こんな問題がありました。 図のように水平な床の上に質量Mの台を置き、 台の上端から質量mの小球を静かに離したところ 小球は斜面を滑り降り、台の下端に達した。 下端から測った上端の高さはh 重力加速度はg 小球が上端から下端に達するまでの間に 大から小球にはたらく垂直抗力がした仕事Wを表す式として正しいものを選べ。 という問題があり 答えは W = 1/2mv^2 - mgh でした。 でももともと位置エネルギーmghを持っていて それが最終的に運動エネルギーと垂直抗力の仕事になって mgh = W + 1/2mv^2 と思ったのですが どこが違うのでしょうか だいぶ致命的なミスだということはわかってて悩んでます よろしくおねがいします。
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