質問: 図のように糸が弛まないように質量mの小球を点Oと同じ高さの点Eまで持ち上げ静かに離した。小球Aを通過した瞬間に糸は釘に触れ小球は点Bを中心とする円運動をした。この時の円運動の頂点をFとして重力加速度の大きさ をgとする 1 小球がfを通過した瞬間の速さはいくつか という問題で力学的エネルギーの保存の法則より mg(L-2r)=1/2mV^2とありました。 なぜF点での位置エネルギーからA点での運動エネルギーで速さが分かるんですか?
回答: スタートであるEにあるときまでさかのぼってごらんなさい。 E:0 + mgl A:1/2 mVa^2 + 0 F:1/2 mVf^2 + mg・2r mgl = 1/2 mVa^2 = 1/2 mVf^2 + mg・2r ↓ mg(l - 2r) = 1/2 mVf^2 もちろん、EとFをいきなり比べてよいのです。 Fではmglの位置エネルギーのうち、mg(l- 2r)だけが運動エネルギーになっているはずですね?