なめらかな面上での小物体の運動を考える。図1に示すように、小物体は点Aから静かに滑り落ち、最下点Bを通過した後、点Cから鉛直上方に飛び出した。その後、小物体は最高点に達した。点Bを基準とする最高点の高さはいくらか。ただし、点Bを基準とする点A、Cの高さを、それぞれ H 、h (H > h)とする。
#センター14本試
力学的エネルギーが保存されるとき、最上点の高さは一定に保たれます。
この運動において
(力学的エネルギー)=(重力による位置エネルギー)+(運動エネルギー)
であり、最高点に達したときの小物体の速さは 0 であり、すなわち運動エネルギーは 0 であり、つまり、
(力学的エネルギー)=(重力による位置エネルギー)
となっていて、摩擦も何も無い運動においては力学的エネルギーが保存されるので、重力による位置エネルギーもスタート時と最高点に達した時で同じになります。これは斜面の形状には無関係です。
というわけで答えは H です。