高校物理

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5分で解ける!弾性力による位置エネルギーに関する問題

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5分で解ける!弾性力による位置エネルギーに関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 運動と力55 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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ばねの伸びや弾性エネルギーについて求める問題です。与えられた情報を整理して、1つ1つ解いていきましょう。

上向きの力=下向きの力

高校物理 運動と力55 練習 問題文と図(書き込みなし)と(1)

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ばねの伸びx[m]を求める問題です。まず物体にはたらく力や情報を図に書き込んでいきましょう。ばね定数はk[N/m]とし、物体の質量はm[kg]とします。自然長の位置を仮に置き、自然長からの伸びをx[m]としましょう。このとき、物体には下向きに重力mg[N]がはたらきます。また、物体はばねと接しているので、ばねからの弾性力kx[N]が上向きにはたらきます。

高校物理 運動と力55 練習 (1)図 赤字の書き込み全てあり

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では、ばねの伸びx[m]を求めていきます。問題文から、この物体はつりあっているとありますね。 上向きの力kx[N]と、下向きの力mg[N]について、つりあいの式を立てる と、
kx=mg
あとは、k=98[N/m]、m=1.0[kg]、g=9.8[m/s2]を代入すると答えが出てきますね。

(1)の答え
高校物理 運動と力55 練習 (1)解答全て

弾性エネルギーは(1/2)kx2

高校物理 運動と力55 練習 問題文と図(書き込みなし)と(2)

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弾性エネルギーを求める問題です。弾性エネルギーはUkと書き、以下の式で求めることができました。

高校物理 運動と力55 練習 (2)解答1行目

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問題文からk=98[N/m]、(1)からばねの伸びx=0.10[m]が分かっていますね。あとはこれらを式に代入すれば簡単に答えが出てきますね。

(2)の答え
高校物理 運動と力55 練習 (2)解答全て
弾性力による位置エネルギー
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