物理 問題がよくわかりません

質問

画像の問題なんですが、そもそも問題の意味がよくわかりません。分かりやすく教えて下さい。あと、F=-krから、U=1/2kr^2が導きだされるのですか？お願いいたします。

回答No.2

hue2011 · ベストアンサー

問題の意味は簡単で、坂道があって、下のほうからボールをボーンと投げ上げると言うか転がすのですね。そうすると、元気に転がるうちはどんどん上に上がっていくけど、落ちようとする力も働きますから、どこかでぴたっと止まって逆向きにごろごろ転がり落ちてくる、ということです。

ごくごく普通の日常的な感覚で理解できる話です。
それを、
どんだけ力をいれて放り出したら、どこまでいくか
というように考えたい、ということです。

そもそもふたつの力、放り上げている力と落ちようとする力があります。
それらの根拠は、
放りあげるほうにエネルギーを与えるから持ち上がるのです。
高い所ではポテンシャルがあるから下に行こうとするエネルギーになるわけです。
このふたつが釣り合う計算をすればよい、というだけです。

で、ポテンシャルがどうである、というように書いてあって、なんぼなんでもこの式は理解できますね。

で、運動エネルギーを式にして、それをイコールにして解こうとしているわけです。
この方程式もわかりますよね。
で、単純な計算です。ｒで解くのであれば
　ｒの2乗＝k/m×v0の２乗
です。2乗は面白くないから両辺にルートを付ければいいだけです。
　r = (k/m)のルート×v0
です。単純計算です。

補足

1/2kr^2はどこから出たのか教えて下さると助かります。

回答No.3

nanashisan_

力の向きと移動の向きを考えてください。

回答No.1

nanashisan_

問題の答えと解説はすでに画像に書いてあります。
UはFを移動距離で積分すればでてきます。

補足

Fを移動距離で積分したら、-1/2kr^2になるのですが…