高2物理
力学的エネルギー保存(使える条件)
この単元でよくある間違いと、その直し方をまとめたよ
この単元でよくある間違い
おなじところでつまずく子は多いよ。まず「どこでまちがえたか」を見てみよう
なめらかで摩擦のない曲面に沿って、質量 0.50 kg の小球が滑り降りる。滑り降りる途中、小球は曲面の最下点から高さ 1.6 m の点を速さ 3.0 m/s で通過した。この小球が最下点を通過するときの速さは何 m/s か。重力加速度の大きさを 9.8 m/s² とし、空気抵抗は無視して、有効数字2桁で答えよ。
✕ よくある答え: √(2 × 9.8 × 1.6) = 5.6 なので、3.0 + 5.6 = 8.6 m/s
「落下で増える分の速さ」を初速に単純に足してしまう。エネルギーは速さの2乗に比例するので、足し算が成り立つのは v² どうしであって v どうしではない。速度を足せるのは向きをそろえた合成のときだけだという区別ができていない。
正しい答え: 6.4 m/s