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物理学の質問に対する回答
Quarksの回答
２．バネ定数が0.3Ｎ/ｍのバネをつり合いの位置から２０cm伸ばしたときのバネの位置エネルギー バネの弾性エネルギーＵ[J]は、バネ定数ｋ[N/m]と自然長からの伸び（または縮み）ｘ[m]とを用いて Ｕ＝(1/2)・ｋ・ｘ^2 式（ア） で表すことができます。ｋ、ｘが与えられていますから、単純な代入計算です。ただし ｋ＝０.３[N/m] はそのまま使えますが、ｘは、単位が[cm]の値として与えられていますから、単位を[m]に変換する必要があります。 ｘ＝２０[cm]=…[m] （ア）に代入して Ｕ＝…[J] ４．地上１０ｍにある質量５kgの物体Ａの重力による位置エネルギーは、地上５ｍにある質量８kgの物体の位置エネルギーの何倍？ 地表付近での重力による位置エネルギーＵ[J]は、物体の質量ｍ[kg]，基準点からの高さｈ[m]，重力加速度ｇ[m/(s^2)]を用いて Ｕ＝ｍ・ｇ・ｈ[J] 式（イ） で表されます。 ただし、ｈは、基準点より高ければ正の数，低ければ負の数とします。 ２つの物体は、質量が[kg]単位与えられており、高さも、いずれも地上より高い位置なので、ｈとして、地面からの高さそのものを[m]単位で表した数値を使えば良いだけです。 （ａ）５[kg]で，基準の地表から１０[m]上にある物体の Ｕ＝５・９.８・１０＝…[J] （ｂ）８[kg]で、基準から５[m]上に或る物体では Ｕ'＝８・９.８・５＝…[J] 求めるように指定されているのは、（ａ）のＵの値が（ｂ）のＵ'の何倍かということですから Ｕ/Ｕ'＝…
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力学教えてくださいｍ（＞＜）ｍ (1)クレーンが質量５００ｋｇの物体を、一定の速さで１０秒間かけて２０ｍ持ち上げる時の、仕事と仕事率を求めよ。 (2)１ｋWhの仕事は何Jか。 (3)質量１．５×１０＾３の自動車が１０m/s(72km/h)の速さで走っている。この自動車のもつ運動エネルギーKを求めよ。 (4)地上４．０ｍの２階の床に置いた質量２．５ｋｇの物体について、基準水平面を （１）地面 （２）２階の床 （３）地上８ｍの３階の床 のように定める時、物体の重力による位置エネルギーU（J)を求めよ。 (5)ばね定数５０N/mつる巻きばねに物体をつけ、ばねを０．２０ｍだけ伸ばしたとき、弾性力いよる位置エネルギーU（J)はいくらか。 (6)あるつる巻きばねを０．３０ｍ伸ばすのに、２４Nの力を必要とした。このばねを０．５０ｍ縮めたとき、ばねがらくわえている弾性エネルギーU(J)を求めよ。
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問１６、ばねに０．２０ｋｇの物体をつり下げて静止させたところ、自然長からの伸びは５．０ｃｍであった。次の問いに答えよ。ただし重力加速度を９．８ｍ/ｓ＾２とする。 (１)、静止した位置で物体がもつ弾性力による位置エネルギーを求めよ。 (２)、このばねから物体を外し、ばねをなめらかで水平な床の上においた。質量０．２０ｋｇの物体が 速さ２．０ｍ/ｓでばねに衝突すると、ばねは最大何ｃｍ縮むか。 この問題の解説を途中式を含め丁寧に教えてもらえるとありがたいです。
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こんにちは、この問題↓なのですが 水平と30°の角を滑らかな斜面上に、ばね定数k[N/m]のばねが下端Aを固定して置かれている。このばねに質量m[kg]の球をのせ、ばねの長さを自然長よりd[m]縮めて初速度0[m/s]で離したところ、球は斜面に沿って運動し、やがてばねから離れてある高さのところまで達した。ばねが自然長のとき(ばねに球をのせないとき)のばねの上端を原点Oとし、斜面に沿って上向きをx軸の正の向きにとるものとして、以下の問に答えよ。ただし、ばねの質量と球の大きさは無視できるものとし、重力加速度の大きさをg[m/s^2]とする。 (1)球の位置をx[m]、加速度をa[m/s^2]として、球がばねに接しているときの球の運動方程式を書け。また、球がばねから離れる瞬間の球の位置を求めよ。 (2)球がばねから離れる瞬間の球の速度v1[m/s]を求めよ。 (3)球がばねから離れて斜面の最高点に達したときの、球の位置xm[m]を求めよ。 以下では、k=(3mg)/(2d)の場合について考え、kを用いずに答えよ。 (4)球がばねから離れるまでの運動において、ばねの弾性エネルギーをUk[J]、重力による位置エネルギーをUg[J]、球の運動エネルギーをK[J]とする。Uk、Ug、Kを位置xの関数として表せ。 (5)球を放してからばねを離れる瞬間までに、球が受けた仕事および力積を求めよ。 (6)球を放してからばねを離れるまでに要した時間を求めよ。 (7)球を放してからばねを離れるまでの間について、球の座標x[m]および速度v[m/s]を時刻t[s]の関数として表せ。ただし、球を放したときをt=0[s]とする。 前半部分はわりと分かったのですが、後半部分がイマイチわかりません… 出来る方、回答お待ちしています！
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