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バネとエネルギー

CoddyのPhysicsジャーニー「力学」セクションの一部。レッスン 63/97。

摩擦がなければ、運動エネルギー、重力による位置エネルギー、弾性位置エネルギーの合計は一定です:

12mv2+mgh+12kx2=constant\tfrac{1}{2} m v^2 + m g h + \tfrac{1}{2} k x^2 = \text{constant}

物体は高さ h にある滑らかな斜面の頂上で静止しており、滑り降りて水平な床に乗り、壁に固定されたばね定数 k のばねに衝突する

滑らかな斜面、水平な床、壁際のばね。

2つの時点での合計を書き、それらを等しくします。物体が一瞬止まるとき、その運動エネルギーは0です。

2キログラムのブロックのエネルギーバー:開始時は9.8ジュールの位置エネルギー、最下点では9.8ジュールの運動エネルギー、ブロックを止めたときのばねには9.8ジュールの弾性エネルギー

2 kg2\ \mathrm{kg}のブロックのエネルギーバー:位置エネルギーが運動エネルギーに変わり、その後、ばねのエネルギーになります。

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チャレンジ

おもちゃの発射器は真上を向いています。ばね定数がk=490 N/mk = 490\ \mathrm{N/m}のばねは、0.5 kg0.5\ \mathrm{kg}のボールの下で0.2 m0.2\ \mathrm{m}縮められており、空気抵抗は無視できるほど小さいものとします。図には、ばねの上にあるボールと最高点にあるボールの2つが示されています。最高点にあるボールにはたらく力を図示し、次に、ボールが出発点よりどれだけ高くまで上がるか、その高さhhを求めてください。

自分で試してみよう

Physics diagram: spring, ball, path

hh だけを残す

quiz icon腕試し

このレッスンには短いクイズがあります。レッスンを始めて解答し、進捗を記録しましょう。

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