良問 力学22:ばねで飛ばした小球とあらい面(エネルギー保存則)
ばねを縮めて小球Pを放す。なめらかな面では弾性エネルギーが運動エネルギーになり、点Aより右のあらい面では摩擦熱になって止まる。水平な面と30°の斜面で、止まる距離を比べる
速さ ×1.0
このシミュレーションについて
ばねを縮めて小球Pを放す。なめらかな面では弾性エネルギーが運動エネルギーになり、点Aより右のあらい面では摩擦熱になって止まる。水平な面と30°の斜面で、止まる距離を比べる
動かせる条件
ばね定数 k / 小球の質量 m / ばねの縮み a / 動摩擦係数 μ / あらい面の形 / 再生速度 / 答え合わせ
やってみよう・ポイント
- ポイント:A の左側はなめらかなので、エネルギーがどう移るかを考える。右側は「摩擦熱=動摩擦力×すべった距離」を使って、運動エネルギーが何に変わるか(斜面では位置エネルギーも)を考える。
- やってみよう:①ばねの縮み a を2倍にすると、止まる距離は何倍になるか。②「30°の斜面」にして、同じ速さでも止まる距離が変わる理由を考える。③棒グラフの合計がどうなっているか見る。
使い方
- スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
- 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
- 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
- 右の欄の数値(理論値・実測値)やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
- 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。
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