質問: 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。
回答: 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)