物理が苦手な人必見!東工大生による基本の物理

プロ講師堀内が、高校物理を1から解説

第14回解説

それでは前回の解説をやっていきます!!

(2)をちゃんと正解できた方は位置エネルギーを正しく理解できていますね^^

 

問;次の(1)、(2)の図において、それぞれのばねの最大の縮みxを求めよ。ただし重力加速度はgとする。

(1)小球の速度が0になったときのばねの縮みx

 

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小球の速度が0になったときなので、小球の運動エネルギーが全部弾性エネルギーに変化したということです。

したがって、力学的エネルギー保存則より、

 

f:id:sinwazemi:20170620111306j:plain

が成立するので、これを解いて、

 

            f:id:sinwazemi:20170620111325j:plain

となります。

 

(2)小球を高さhから落としたときの、最下点(一番下)におけるばねの縮みx

     f:id:sinwazemi:20170620111354j:plain

 

この問題では重力の位置エネルギーの扱いに注意してください。

重力の位置エネルギーの基準点を上の図のように、ばねの自然長の高さで考えると力学的エネルギー保存則より、

f:id:sinwazemi:20170620111512j:plain

 

が成立するので、これを解いて、

 

         f:id:sinwazemi:20170620111621j:plain

となります。

 

どうでしたか?

(2)は多少計算がめんどくさいですが、二次方程式の解の公式で解いているだけです^^

後の状態の重力の位置エネルギーを0としがちなので気をつけてください。

 

次回はこれまでのまとめとして力学的エネルギーと仕事の複合問題をやっていきたいと思いますので、ぜひチャレンジしてみて下さい!!

 

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