物理の問8を教えてください。コイルを放した後、しばらくするとコイルは一定の速さで運動した。vf。このとき問8に答えよ。

Question

物理の問8を教えてください。

コイルを放した後、しばらくするとコイルは一定の速さで運動した。vf。このとき問8に答えよ。

問8コイルに単位時間あたりに発生しているジュール熱Pfならびにコイルが単位時間あたりに失う位置エネルギーEfをそれぞれ計算し両者が等しくなることをしめせ。

コイルの単位時間あたりのジュール熱の求め方は分かりましたが、失う位置エネルギーがなぜ解説の式になるのかわかりません。

得意な方、よろしくお願いします。

@Enigmathematics · Accepted Answer

当たり前ですが、位置エネルギーは基準面からの高さを$hとしてmgh$の式で表せます。ですが今回の問いで違うのは単位時間当たりの失う位置エネルギーというところですね。幸いなことに加速度が$0$なので、変位をただ時間で割るだけで済んでいます。よってその鉛直下向きの変位は$h=Vt$と表せ,問題は$V$についてなんですがこのコイルは斜面$(	heta)$で落下をしていますので、前に求めた斜面沿いの速さを$\sin 	heta$で分解して、鉛直の向きに補正しないとだめですね, よって、$V=v_f \sin 	heta$なので、失うエネルギーは$mgv_f t\sin	heta $ ここは単位時間当たりなので $$E_f=mgv_f \sin 	heta$$ となり、問7で求めたものを使って解答にたどり着きます  ーこんな感じでどうでしょうかー もし不足があれば補足しますので教えてください！