物理基礎についてです。助けて下さい。

質問

写真の問題は物理基礎のものなのですが、
(1)を詳しくイメージしやすく解説お願いします。
そしてその過程でlsinθを高さとおいているのですがこれはどういう意味ですか？

回答No.1

Null0lluN

エネルギー保存則より、以下の式が成り立ちます。
1/2mv^2 = mg*lsinθ+ μ'mgcosθ*l

A地点の高さを０とすると、A地点で得られたエネルギーは滑りあがらせるための運動エネルギーですから、左辺のようになります。

一方、一瞬静止したB地点が最高点ですからこのときの位置エネルギーは mg*lsinθです。高さがlsinθになるのは、ABを斜辺とした直角三角形を考え、Bから地面に垂直に下した点をCとするとBCが高さに当たりますから、斜辺の長さがlで角度がθですので三角関数の定義より、lsinθになります。

あと、荒い面ですので摩擦力によるエネルギー消費もあります。斜面に対して働く垂直な力はgcosθですので、摩擦力によるエネルギーは μ'mgcosθ*lとなります。

あとは求めたいのはlですから式変形をすれば求まります。