質問: センター物理 仕事 再 図のように傾角60°の斜面と傾角3斜面をそれぞれの下端b,cが同じ高さになるように、なめらかな曲面でつなぐ。 傾角30°の斜面上の端cからの高さがhの点d'に質量mの小物体を置いて静かに離すと傾角60°の斜面上の端bからの高さがh'の点a'まで上昇した ただし重力加速度をg、小物体と2つの斜面の間の動摩擦係数を共に√3/6とする。 問 h'はいくらか 解説 d'→c→b→a'の移動の各区間での重力と動摩擦力が小物体にする仕事の和をw[d'→c],w[c→b],w[b→a']としてw[d'→c]=mgh/2,w[c→b]=0,w[b→a']=-7mgh'/6となる。 端d'と端a'で小物体の運動エネルギーは0であるから、仕事と運動エネルギーの変化の関係によりw[d'→c]+w[c→b]+w[b→a']=mgh/2-7mgh'/6=0 よってh'=3h/7となっていたのですが 仕事と運動エネルギーの変化の関係により w[d'→c]+w[c→b]+w[b→a']=mgh/2-7mgh'/6=0の部分なんですが、この式はd'からa'までした仕事の合計が0である事を意味しているのですが、d'とa'の運動エネルギーが0だったら仕事の合計が0になるんですか? d'での力学的エネルギーをe[1],a'での力学的エネルギーをe[2]として、d'からa'の間で動摩擦力のした仕事の大きさをwとすると e[1]-w=e[2]となって変形するとe[1]-e[2]-w=0ですよね、e[1]-e[2]はd'とa'は共に運動エネルギーは0なので位置エネルギーの変化量ですよね、定義から位置エネルギーの変化量=-(重力のした仕事)ですよね。-wは動摩擦力のした仕事ですよね ですからe[1]-e[2]-w=0は-(d'からa'まで重力のした仕事)+(d'からa'まで動摩擦力のした仕事)ですよね。ですから和では無くて差が0となってしまうのですが、どこが駄目なのでしょうか?
回答: #3のものです。 >運動エネルギーの変化=物体にくわえられた外力がした仕事で考えるとd'とa'で運動エネルギーの変化は0なのでd'からa'まで動摩擦力のした仕事は0になりますよね、 ほんとに#3の内容を読みましたか。そんなこと書いてない。 ここでいう外力は、内力以外のすべての力。つまり重力、摩擦、垂直抗力などのすべての力が物体に対してしている力の大きさです と書いています。外力とは重力と摩擦の両方。重力と摩擦の仕事の合計が運動エネルギーの変化になる。摩擦だけの仕事ではない。