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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:誰か物理教えて下さい)

ばねの定数kを用いた板と小球の最高点の高さhの求め方

このQ&Aのポイント
  • ばねの定数kのばねに質量Mの板を取り付け、板に質量mの小球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いく。Pが達する最高点の高さhを求める方法について説明します。
  • まず、縮んだばねがのびながら質量Mの板と小球Pを押し続けることから始めます。そして、自然長に戻った瞬間では、ばねは質量Mの板には力を及ぼさず、小球Pもばねからは力を受けません。さらに、自然長を超えると、伸びたばねは質量Mの板を引っ張ることになり、板の速度が低下し、小球Pはばねから離れます。
  • 最終的に、板に接していた小球Pが自然長で板から離れることが前提となっています。また、接していた場合でも、板と小球は互いに力を及ぼし合いません。最後に、板と小球の最高点の高さhを求める式について説明しました。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • KennyBR
  • ベストアンサー率62% (17/27)
回答No.1

先ず,幾つか確認を. ・(自然長に戻った瞬間では)板に接している小球Pもばねからはなんの力も受けない。 ・このバネと板,小玉はいずれも水平面上に存在し,バネは片方が壁か何かに接続されている …という事で前提は宜しいでしょうか? この場合, >1自然長で板から離れるとあるので、接してないのでは??? 正確には, ・(バネの長さ)≦(自然長) : 板と小玉は接している(連動して同速で動いている) ・(バネの長さ)>(自然長) : 板は失速し,逆に小玉はMAXスピードを維持するので離れる となります. つまり, ●自然長で板から離れる ⇒ 自然長“より伸びると”板から離れる と言った方が正確かと思います. >2仮に接していたとしても、接したら力を及ぼし合うのでは?? 作用・反作用の関係的意味合いにおいては確かに力を及ぼし合っていますが, この場合の(バネが自然長に達するまでの)“板と小玉の関係”は “車と,車に乗っている人の関係”の様なもので, 特に解を求める際に(具体的な式の介入という形で)考慮する必要はありません.

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