【演習】力学的エネルギーと非保存力-高校物理をあきらめる前に

物理基礎【力学】第30講『力学的エネルギーと非保存力』の講義内容に関連する演習問題です。講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

力学的エネルギーと非保存力力学的エネルギーはいつも保存するのではなく，保存力が仕事をするときだけ保存する，というのがポイントでした。裏を返せば，非保存力が仕事をする場合には保存しないということ。保存しない場合は計算できないのでしょうか？...

Contents

問題
答え

問題

[Level.1]
物体に糸をつけ，斜面に沿って引き上げた。引き上げる前後で物体の力学的エネルギーはどうなるか。正しいものを選べ。ただし，物体と斜面の間に摩擦はないものとする。
（ア）増加する　（イ）減少する　（ウ）変化しない

[Level.2]
以下の図1のように，地点Aより上がなめらかで，下があらい斜面がある。この斜面のAより上を，質量10kgの物体が運動している。物体はAを2.0m/sで通過した後，1.0m進んだ地点Bで止まった。重力加速度を9.8m/s²として，AB間で動摩擦力が物体にした仕事を求めよ。

[Level.3]
以下の図2のような，両側をなめらかな斜面に挟まれたあらい水平面がある。質量5.0kgの物体を，水平面からの高さが2.0mの地点Aに置いて静かに手を放したところ，物体は水平面を通過し，反対側の斜面の地点Dまで到達した。面と物体の動摩擦係数を0.30，重力加速度を9.8m/s²として，Dの水平面からの高さを求めよ。
また，この物体は斜面間を何度か往復し，最終的にBC間で静止する。静止するまでにBCを通過する回数を求めよ。

この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。