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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:摩擦力について)
斜面上の物体の力学的エネルギーの変化
このQ&Aのポイント
- 摩擦力を考慮して、斜面上を運動する物体の力学的エネルギーの変化を求める問題について解説します。
- 物体が斜面上を運動する場合、重力と傾斜面の力が働きます。これらの力によって物体の動きが決まります。
- ここで考えるべきは、傾斜面と物体の間に働く摩擦力です。摩擦力は斜面上の力と逆方向に働くため、物体の仕事にマイナスの影響を与えます。
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>斜面下向きにはたらく力mgsinθが摩擦力と同じ方向だから(umgcosθ+mgsinθ)Lだけマイナスに仕事をするとイメージしてしまいます 確かに、物体は仰る通りの仕事をされてその分だけ運動エネルギーが減少していますので、別にそのイメージが間違っている訳ではありません。 ただ、ここで考えているのは運動エネルギーの変化だけですので、力学的エネルギーの変化を考えるには位置エネルギーの変化も考えなければいけません。位置エネルギーの変化は重力がした仕事と等しく、結果的に力学的エネルギーの変化は摩擦力のした仕事と等しくなります。 ところで、重力がした仕事の分だけ、位置エネルギーが増加したのは偶然ではありません。 保存力の場合には必ず運動エネルギーが減少(増加)した分だけ、位置エネルギーが増加(減少)します。(そうなるように位置エネルギーが定義されています) そういう理由で保存力によって力学的エネルギーが変化する事はないので、今の問題では保存力でない力(摩擦力)のする仕事だけを考えればよかったわけです。
お礼
回答ありがとうございます とてもよくわかりました