運動とエネルギーについて教えて下さい。

質問

回答と解説をお願いします。

回答No.2

ksd_hiro · ベストアンサー

内容から見て、中学校の理科の問題のようですので、そのレベルで考えます。

その場合、必要なことは、力学的エネルギー保存の法則と、「摩擦のない斜面を物体が滑り落ちるとき、斜面の傾きが大きいほど早く落ちる」という経験的考察だけです。

実験４の結果のグラフから、小球が板（斜面）を上昇する時間と下降する時間が同じことが読み取れます。

板の傾きを大きくしても、「上昇の時間＝下降の時間」の関係は変わらないと考えられ、
上昇（下降）の時間そのものは、傾きが大きいほうが短くなると考えられるますので、
「ア」のグラフになります。

お礼

中学レベルに合わせてくれてありがとうございます。
とても参考になりました。

回答No.1

gohtraw

摩擦や空気抵抗が無視できる前提で。
物体が斜面を登り降りするとき、重力の斜面に平行な成分が物体に加速度を与えます。その値は
斜面を登るとき：－ｇ・ｓｉｎΘ　（Θは斜面が水平面となす角）・・・（１）
斜面を下りるとき：ｇ・ｓｉｎΘ　（同上）　・・・（２）
となり、これらの値は時間を横軸、速度を縦軸にとってグラフ化した時の傾きに相当します。その理由は、
初速度をｖ０、速度をｖ、時間をｔ、重力加速度をｇとすると
ｖ＝ｖ０－ｇｔ・ｓｉｎΘ　（斜面を登るとき）
ｖ＝ｇｔ・ｓｉｎΘ
とあらわされるからです。

０＜＝Θ＜＝π／２　の範囲においてΘが大きいほどｓｉｎΘは大きくなるので、斜面が急になるほど（１）の値は小さく、（２）の値は大きく、両者の絶対値は等しい（符号は逆）ということになります。

以上のことから、正しい選択肢はどれか、考えて下さい。

お礼

回答ありがとうございます。分かりました。