問2 図のように，糸の端におもりをつけて他端を天井に固定した。糸がたるまないよう…
問1 ～問4 に答えよ。 B さんがロープを引く力の大きさは，A さんがロープを引く力の大きさの ア 倍であ る。B さんがロープを引く長さは，A さんがロープを引く長さの2 倍である。このとき，B さんがする仕事は，A さんがする イ 。 ア イ 仕事に等しい 仕事の2 1 倍である 仕事に等しい 仕事の2 倍である
問2 図のように，糸の端におもりをつけて他端を天井に固定した。糸がたるまないようにおも りを持ち上げ，初速度0 ではなしたところ，糸とおもりは同一鉛直面で運動した。下の文中 の ア ウ にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。下の1 ～4 の うちから一つ選べ。
この運動において， ア は仕事をせず，保存力である イ のみがおもりに仕事を する。よって，おもりの力学的エネルギーは ウ 。
- 1 ア：重力 イ：張力 ウ：保存される仕事をしないのは張力で、重力は保存力として仕事をします。
- 2 ア：重力 イ：張力 ウ：保存されない力の役割が入れ替わっており、また力学的エネルギーは保存されます。
- 3 ア：張力 イ：重力 ウ：保存される張力は仕事をせず、保存力の重力だけが仕事をするので力学的エネルギーは保存されます。
- 4 ア：張力 イ：重力 ウ：保存されない保存力だけが仕事をするので、力学的エネルギーは保存されます。
解説
正解は3です。糸がおもりを引く張力は、おもりの動く向きと常に垂直なので仕事をしません。仕事をするのは重力だけで、重力は位置によって決まる保存力です。保存力だけが仕事をするとき、運動エネルギーと位置エネルギーの和である力学的エネルギーは変わらないので、おもりの力学的エネルギーは保存されます。振り子で力学的エネルギーが保存される理由として押さえておきましょう。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00011.htm）を加工して作成