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Science Junior High

物理の速度の合成の問題です。 ⑴はなぜ2vにならないのですか。 ⑵⑶もわかりません。 教えていただきたいです! よろしくお願いします!

問題 23 24 セミナー 区間のxtグラフは、頂点が (12.0s, 48m) の上に凸の放物線とな る。 以上から、図3と同じxtグラフを描くことができる。 23. 平面上の速度の合成 解答 L L L 距離: (3) √3 v √3 2 v (1) (2) 時間: 指針 地面で静止している人から見ると、静水における船の速度と水 流の速度を合成した速度で、船は水槽内を進む。 船の運動は、水流に垂 直な方向、平行な方向のそれぞれに分けて考え、各方向における速度成 分に注目する。 (3)では、合成速度が出発点から真向かいの点Pの向き となるように、速度ベクトルを作図する。 解説 (1) 静水における船の速度をV、 水流の速度をとすると、地面に対す ある船の合成速度は、 図1のように表 されるとのなす角度は30℃なの で、 1:2:√3 の直角三角形の辺の長さ の比から、 水流の速さと船の速さVと の関係は、 v: V=1:√3 したがって、 V=√3 v ① 合成 速度 1 各速度の間には、 アニ アの関係が成 り立つ。 30% √3 (2) v 図 1 (2) 壁面に垂直な方向の運動を考えると、 船は速さ V(=√3v)で等速 直線運動をする。 求める時間をとすると、 等速直線運動の公式 「x = vt」 に移動距離L、 速さ 3 を代入して、 平面運動は、互いに垂 直な2つの方向に速度を 分解し、各方向における 直線運動に分けて考える ことができる。 24. ク 解答 (1) (4) M 指針 物体 v-tグラフ 部分の面積 解説 (1) になる。 (2) v-t a = 点Bで 12 (3) A に物 の間に Bは 1-2 L=√3uxt t₁ = L √3 v に速さ、 時間 を代入して、 また、壁面に平行な方向の運動を考えると、 船は速さで等速直線運 動をする。 PQ間の距離をxとすると、 等速直線運動の公式 「x=vt」 L /3v GOP=√3 PQ となるの で、 OP =Lから、 (4) P PQ= L √3 としてもよい。 L L x=vx 3 v √3 (3) 地面に対する船の合成速度が、 壁面 に対して垂直な方向になればよい。 この ときの船の合成速度を とすると、静 水における船の速度 V 水流の速度 を用いては、 2 = ' + 7 と示され る。すなわち、各速度ベクトルの関係は、 図2のような直角三角形となる。 三平方 の定理を用いて、 合成速度の大きさひ を求めると、 合成 速度 2 L V V 図2 V 図2のように、速度べ クトルを表す矢印の長さ の比が、 速さの比となる。 を合成したもの であり、2が壁面 に対して垂直な向きにな るように矢印を描くと、 図2のベクトル図が得ら れる。 02=√2-02=√√√30)2-0=√20 したがって、船は真向かいの点に向かって、速さv=2vの等速直 線運動をする。 「x=vt」 から、 求める時間をとすると、 14 L=√20x12 L t₂= 2 v

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Science Junior High

物理の凸レンズです。 ⑵と⑶がわかりません。 解説お願いします。

図2 スクリーン スクリーン こうじく 6 凸レンズによる像 図1のように,3個 のLEDを一列に並べた光源をスタンドの 台の上に置いて,その真上に凸レンズ, ス クリーンをとりつけた装置を組み立て、 光 源の緑色LEDを凸レンズの光軸の位置に 合わせた。 凸レンズ,スクリーンを動かし て、スクリーンにはっきりとした像がうつ ったときの, 光源から凸レンズまでの距離. 光源からスクリーンまでの距離を調べ, 表 にまとめた。 次の問いに答えなさい。 図 1 凸レンズ スタンド 光源 cmiam [赤緑 焦点 凸レンズ 中心 焦点 赤緑青 光源 (1) 実験で用いた 凸レンズの焦点 距離は何cmか。 (2)表のXにあてはまる数値は, どのような大きさか。 次のアウ 光源と凸レンズの距離 [cm] 20.0 30.0 45.0 光源とスクリーンの距離 [cm] 80.0 60.0 67.5 赤色LEDの像の中心と青色LED の像の中心との距離 [cm] 6の答え (1) X 2.0 1.0 (2) から選び, 記号で答えなさい。 ア X 1.0 イ 1.0 <X<2.0 (3) 図2にかく。 ウ X>2.0 (3) 図2は, 光源と同じ大きさの実像がスクリーンにうつったとき の凸レンズとスクリーンの位置である。 赤色LED, 青色LEDか ら出た光a, bの進む道筋を作図して示しなさい。

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