力学 エネルギー保存則
☆もんだい☆
P(質量m)とQ(質量M)を糸で結び、滑車を介して傾角30度の斜面にQを置いて静かに放した、Qが距離Lだけ滑り降りたときの速さvは?(斜面のどう摩擦係数はμと与えられています)
状況としては /|←こういう形のところの一番上の頂点に滑車が着いていて、斜面にPが置かれていて、Qは右側にたれさがっているという感じです。
ここで解説の式を見ると、Qの失った位置エネルギー=PQの運動エネルギーの増加、Pの位置エネルギー増加、摩擦熱←これも発生したものだから(+する)
と変換されたエネルギーすべてを足しています。
このように位置エネルギーを元に考えればよかったのですが、初め自分は運動エネルギーから考えてしまいました・・・。
そこで、QとPの運動エネルギーになったときには摩擦が発生していて、位置エネルギーが変化したのだから、
QとPの運動エネルギーの和←ここではQ,Pは同じ速さで運動するからm+Mとして運動エネルギーの式にして
これは斜面を下がったのだから、Qの位置エネルギーが減少して、Pが増加と考えました。
でも答えの式の一部に(1-√3×μ)というのが含まれているのです。
自分の考えでは、運動エネルギー=摩擦+位置エネルギーの変化だったので、(μ√3-1)が含まれる式になってしまい、( )の中身が逆になってしまいました。
解答では、摩擦が負の符号になっています。
自分が立てた式からすると運動エネルギーに含まれているvを v=の式にしたいから、vにかけられているものを右辺の分母に持ってくるので、右辺の符号の変化はありません。
なんかまとまりの無い文章ですみませんが、考え方の間違っているところを指摘していただければとおもいます。よろしくおねがいします
お礼
助かりました。 本当にありがとうございます。