• ベストアンサー
  • すぐに回答を!

力学的エネルギー

力学的エネルギー保存の法則 ばね定数49N/mのばねの一端を固定し、自然の長さから0.20m縮め、質量0.40kgの物体を置いて手を静かにはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/S二乗とする。 (1)手をはなす前の弾性力による位置エネルギーはいくらか。 (2)物体は、なめらかな曲面を何mの高さまで上がるか。

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 物理学
  • 回答数1
  • 閲覧数227
  • ありがとう数1

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • 回答No.1
  • ONEONE
  • ベストアンサー率48% (279/575)

基本概念は以前された質問と同じです。 まずは文字で立式し、そこに数字を代入しましょう。 (1)自然長からx縮めた時のバネの弾性エネルギーは(1/2)kx^2です。 (2)弾性エネルギーはすべて位置エネルギーとなるので高さをhとすると(1/2)kx^2 = mgh (同じ事ですが、変化の量が等しいという観点で立式すると (1/2)k・0^2 - (1/2)kx^2 = mg・0 - mgh)

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

関連するQ&A

  • 物理学

    力学的エネルギー保存の法則 ばね定数49N/mのばねの一端を固定し、自然の長さから0.20m縮め、質量0.40kgの物体を置いて手を静かにはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/S二乗とする。 (1)手をはなす前の弾性力による位置エネルギーはいくらか。 (2)物体は、なめらかな曲面を何mの高さまで上がるか。 この分野苦手なので 回答できるかた 公式、途中式、答えもよろしくお願いいたします。

  • 力学的エネルギー

    図のように、水平面上となす角が30度の粗い斜面上に、上端を固定したばねにつながれた質量5.0kgの物体を置く。ばねが自然の長さになるように手で物体を支えた後に手を離したところ、物体は斜面を滑り下り始め、距離0.40m滑った点で速さが1.4m/sになった。ばね定数を4.9N/m、重力加速度の大きさを9.8m/s^2とする。 1、0.40m滑り下りる間に失った力学的エネルギーはいくらか。 2、物体と斜面との間の動摩擦力はいくらか。 やり方教えてください。

  • 力学的エネルギー

    力学的エネルギー (1)質量60kgの人が8.0m/sの速さで走っているとき、この人の運動エネルギーは何Jか。 (2)質量4.5kgの人が基準面からの高さ20mの所にいるとき、この人重力による位置エネルギーは何Jか。 (3)ばね定数400N/mのばねを0.30引き伸ばしたとき、このばねに蓄えられる弾性力による位置エネルギーはいくらか。 この問題解けないので どなたか回答お願いいたします。 また公式、途中式、答えができる方でお願いいたします♪

  • 物理の問題なのですが、、(高校分野)

    (1)ばね定数200N/mのばねの上に物体をのせて、 ばねが自然長から5.0m縮むように手で押し縮めた。 (1)このときの、物体の「弾性力による位置エネルギー」はいくらか。 (2)さらに5.0cmだけ押し縮めたら、物体の「弾性力による位置エネルギー」は(1)のときの何倍か。 (2)あるばねを天井からつるし、下端に質量m[kg]の物体を取り付けたところ、 ばねは自然長からl[m]だけ伸びた。重力加速度の大きさはg[m/s^2]とする。 (1)このばねのばね定数は何[N/m]か。 (2)このときに物体が持つ、弾性力による位置エネルギーは何[J]か。 学校の物理の小テストの抜粋なのですが、解き方から答えまで一切わかりません! どなたか、教えていただけますか? 定期テストが近いのでよろしくお願いします。

  • 力学的エネルギー

    鉛直投げ上げと力学的エネルギー保存の法則 地上7.5mの高さの地点から、質量2.0kgの物体を7.0m/sの速さで鉛直上向きに投げ上げた。重力加速度の大きさを9.8m/s2とする。 (1)投げ上げた地点を重力による位置エネルギーの基準面とするとき、投げ上げた瞬間に物体がもつ力学的エネルギーは何Jか (2)物体が達する最高点の高さは、投げ上げた地点から何mか。 (3)物体が地面に衝突する直前の速さは何m/sか。 問題が解けません。 面倒ですが回答できる方お願いします!! 公式、答え、途中式 もよろしくお願いします

  • ばねの振動と力学的エネルギー

    なめらかな水平面上で、ばね定数100N/mのばねの一端を壁に固定し、他端に質量40gの物体をつけ、ばねの伸びが10cmになった位置で物体を静かにはなした。 1、ばねが自然の長さになったときの物体の速さはいくらか? 2、ばねの縮みが5cmになったときの物体の速さはいくらか? 解答 1…5m/s 2…4.3m/s やり方教えてください。

  • 力学的エネルギー

    力学的エネルギー保存の法則 ばね定数49N/mの軽いばねに質量0.20kgのおもりを結びつけ、ばねが自然の長さを保つように支度台で支えておく(1)。急に支度台を取り去ったところ、おもりは最大x[m]降下した(2)。重力加速度の大きさを9.8m/s2とし、重力による位置エネルギーの基準面をAの高さとする。次の問に答えよ。 (1)図の1の状態でおもりの力学的エネルギーは何Jか。 (2)図の2の状態でおもりの力学的エネルギーをxで表せ。 (3)最大降下距離x[m]を求めよ。 この問題解ける方いますか? 公式、途中式、答え もよろしくお願いします!! 待ってます♪

  • 力学的エネルギー保存則

     私は高2のzerosikiです。  早速ですみませんが、教科書でこんな問題が出ました。    ばね定数kのばねの上端を固定し、下端に質量mのおもりを取り付けると、ばねは自然の長さからaだけ伸びてつりあった。この状態から、速さvでおもりを下向きにはじいたところ、ばねは更にxだけ伸びた。このときのaおよびxを、k、m、v、および重力加速度の大きさgのいずれかを用いて求めよ。  この問題を解くにあたって、運動エネルギー、重力による位置エネルギー、弾性力による位置エネルギー、この三つのエネルギーの力学的エネルギー保存則での関係をうまく式にできません。  急いでいます。だれか、できるだけわかりやすく教えてもらえないでしょうか?

  • 力学的エネルギーの問題がわかりません!

    ある力学的エネルギーについての問題が分からないので、みなさんのお力を貸していただきたいです! 1,高さ19.2mの高さから質量3kgの物体を自由落下させた。   重力加速度=9.8m/秒速2秒 (1)19.6mでの物体の力学的エネルギーはいくらか?   これは自分でもわかりました (2)地上での物体の力学的エネルギーはいくらか? (3)地上での物体の速さはいくらか? 2,ボールを真上に初速度39.2m/sで投げ上げた。   最高点の高さは投げ上げたところから何mか? です。テストが週明けの最初なので困っています!お願いします!!

  • ばねによる弾性エネルギーと力学的エネルギー。

    上端を固定したばねに、質量mのおもりをつけた。おもりを自然長の位置から静かに下げていくと、のびがaのときにつり合った。重力加速度の大きさをg、重力による位置エネルギーの基準点を自然長の位置とする。 (1)つり合いの位置での力学的エネルギーをaを使って表せ。 (2)再び自然長の位置までおもりを持ち上げ、そこで急に手を離したところ、 おもりはつりあいの位置を中心に上下に単振動をした。つりあいの位置でもおもりの速さを求めよ。 (3)ばねの最大の伸びはいくらか。 まず(2)から質問。回答では自然長とつりあいの位置で、力学的エネルギー保存の法則を使って mg×0 + 1/2m×0^2 + 1/2k×0^2 = mg(-a) + 1/2mv^2 + 1/2ka^2 となっていました。 この右辺は簡単に理解できます。つりあいの位置での全力学的エネルギーです。 しかし左辺、これは自然長つまりばねに物体を取り付けてない、図で言う一番左の状態の全力学的エネルギーですよね? 右辺は物体を付けた状態の時のエネルギーなのに、左辺はそもそも物体を付けてない時の状態の力学的ねるぎーです(とはいっても0ですが。) これが解答である以上私が間違っているのですが、おかしいと思います。 つまり、力学的エネルギーの総量が一番左の図とつりあいの図では違うから、力学的エネルギー保存則が使えないと思ったのです。 それに、つりあいの位置での力学的エネルギーの総量が=0 なんてこれも理解しづらい。 物体もついているから負の位置エネルギーもあるだろうし、ばねの弾性力もあると思います。 なのに0と等しいなんてわかりません。 次、(3)の問題です。回答では ばねの最大の伸びをXとすると、最大の伸びのとき速さは0だから(わかる。) mg×0 + 1/2m×0^2 + 1/2k×0^2 = mg(-X) + 1/2m×0^2 +1/2kX^2 右辺はわかります。最大の伸びのときの全力学的エネルギーです。 しかしこれまた、左辺が自然長のときの全力学的エネルギーです(0ですが)。 (2)と同じで、自然長の時は物体を付けていないから、弾性力のエネルギーも、位置エネルギーもないので、このときと最大の伸びのときの力学的エネルギーが等しいなんて思えません。 (状況が違うから。) 最後になりましたが、長々としたのはかなり自分も考えましたが、分からない部分がはっきりつかめないので、しつこく書いてみました。 解決して次の問題に行きたいと思っていますので、物理に自身のある方、この問題が分かる方 誰か教えてくれる方はおられませんか。 よろしくお願いします。