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Physics Senior High

急いでます💦💦(2)なぜQ₂は質量をかけていないのにQ₁とQ₃はかけてるんですか?

105||111 例題24 比熱の測定 右図のような熱量計で, 銅製容器と銅製かくはん棒 の質量は合計 100gである。 容器に水110gを入れ, 温度を測定したところ, 15.6℃で一定になった。 次に, 70.0℃ に熱した質量50gの金属球を入れ, かくは ん棒でよくかき混ぜたところ, 水温は 20.0℃ で一定 になった。銅の比熱を0.38 J/(g·K), 水の比熱を 4.2 J/(g-K)とし, 温度計の熱容量は無視してよい。 (1) 銅製容器と銅製かくはん棒の熱容量はいくらか。 (2) この実験から,金属球の比熱を求めよ。 一温度計、 銅製 かくはん棒 銅製容器 水(L0g 金属球0 断熱材 解答(1) 銅製容器と銅製かくはん棒の熱容量を C[J/K]とす ると,C=mcより, C=100×0.38= 38[J/K] (2) 70.0℃ の金属球が失った熱量をQ.U], 15.6℃の銅製容 器と銅製かくはん棒が得た熱量をQ.[J], 15.6℃ の水が得 た熱量をQJ), 金属球の比熱をc[J/(g·K)]とすると, Q= 50×c×(70.0-20.0) Q2= 38×(20.0-15.6) Q=110×4.2× (20.0-15.6) 熱量の保存 Q= Q+Qより, c=0.88[J/(g·K)] センサー 31 熱が移動したときは熱量の 保存を考えればよい。 (高温物体が失った熱量) =(低温物体が得た熱量) 補金属球の温度降下は (70.0-20.0)℃, 銅製容器と銅 製かくはん棒と水の温度上昇は (20.0-15.6)℃である。 ロ- N

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この問題の(4)なのですが、解説の傍線部で-mgsinθではなく、+mgsinθにはなぜならないのですか? F0やkx3とmgsinθは逆方向に働いているので、プラスになると思うのですが…

111.斜面上のばね振り子の運動● 体が斜面に接してつり下げられている。物体の質量をm, 斜面の 傾角を0,ばね定数をk,重力加速度の大きさをgとする。 [A] 斜面がなめらかな場合について, 次の(1)~(3)に答えよ。 物体が静止しているときのばねの伸び x」 を求めよ。 (2ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合,ばねの伸 びが(1)の x」になるときの物体の速さ v」を求めよ。 (3前問(2)の場合,物体が最下点に到達したときのばねの伸び X2を求めよ。 [B] 次に,物体と斜面の間に摩擦がある場合について, 次の(4)~(6)に答えよ。ただし, 静止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ, μ'<μくtan 0 とする。 (4)斜面にそって物体を手で動かし, 静かに手を離すとき, 物体がすべらずに静止する かどうかを調べたところ,ばねの伸びが最小値X3と最大値 x, の範囲にあるとき, 物体を静止させることができた。 X3 と x4を求めよ。 (5)ばねが自然の長さの状態で物体をはなした場合,物体が最下点に到達したときの ばねの伸び x。 を求めよ。 (6) 物体が最下点に到達した後,再び斜面を上昇するか, 静止するかは,静止摩擦係数 や動摩擦係数などの条件による。物体が再び上昇する条件を 0, μ, μを用いて表 上端を固定したばねで物 0 (容出) 【千葉大) せ。 |00

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Ⅱ-2から解き方がわかりません!どうすればこんな問bのようなグラフになるのか、5〜7に入るのが解答のようになるのか詳しく教えて欲しいです。

I.図1-1のようになめらかで水辛な地面上を動く物体Aと 小球BAある。Aの愛量をM, Bの質量をめとしいAとBのあいだの衝突係教を e-1とする。図1.1てでほされているように図の右方向を座療軸の正の方層 にと30最初Aは速度女で, Bは速度レで動いていた。ただ 420 である。AとBはある時刻で衝実した·衝央直後のAの悪度をサ Bの 速度をしをすると、運動量保存則は(あ )と表される。また衝史前 後の物体Aから見た小球Bの専度はそれぞれ、Vーザ.Vーザどあるが れらのあいたには(い)をいう関係式がや成り立つ。ここで簡体Bの質 量が物殊Aの質量ににペてト常に小てい場合を考える。この視合動量保 な則(あ)いき0という近似を適用して、サはVのみを用いててううと問a 時刻も-0からたらてまぜの小球Dの運動の様子を示すグラつを機軸 表される。すると、はいと甘を問いて(ス)と表される。 (1-1)ず、時刻で0に方いて、台車に対してカ積を与える場合を考える。 その結果、白単はつ切で付地画から見て、連度な(20)で新くものとする。 合車が動さ出した直後地国がら見た小球Dの専腹し。はしゅ=()×サ。 である。 時刻(Tにおいて小球Dは台車動壁に和めて衝突した。衝究直後に) ける小球Dの地面から見販達度しいはし= (2)×toごある。その後小球D ほふ「がも動壁に行究した。衝究した時りTaはた=(3)×T @ と表される。この衝究通後の小球Dの地画から見た速度以はし、こ (4)x Voである。 日 を時刻りもっ縦軸を創車Cから見た小球Dの位置として描け。 W A (1-2)-方、時刻りてOpら自車Cに妊与気て、台車Cを等加速運動させる場合を 考えるか加味度の値をのa(70)とする。このとき、 時究刻における合車の速度女は サーatと与えられる。 時刻を一てらにおいてい小球Dは合庫の壁に初めて快した。衝究直後の 小球Dの地面から見た連度しらはVュ=(5)×QTっであるその後、小球Dはふ たたび1回目と回じ車の壁に衝突した。衝吹したなはな:(6)×Ts と表でれる。の衝究直後の小球Dの地画から見て通度しゅは4-(7)×at5となる。 7 J -I園 1回イ-2のようになめらかで平な地面上を動く陣Cがある。庫く の健量をMとする。合車のなめらかで味れな床の上には、小球Dが置がれている。 小球Dの質量を加とする.ただし、小球Dの買量は自庫しの質量に比べて非常に 小さく普きのという近似以が成り立つものとする。庫しおよび小球Dは細面 の左右方向の片運動するものとする。因の右方向を座標軸の正の向に とる。台車の床の前方の位置Pおまび後方の位置Qには床面に対して車面 な壁があり、小球Dがこれらの壁と使衝変する場合の衝実係数はピー1落え)。 する。最初、小球DはPとQから等距離の点Sに置かれており、合単に あMTtmu-MU+MU' 小球Dは地面に対して静止していた。 問り時刻た-Dからむらなまがの小球Dの運動の様子を示すグラワを、積軸 を時対て、練軸を合車 Cから見た小球Dの位置として描け。 問a 4-1 A-^ 1-47:2 4回 小球D ク:サ 1:0.2:2.3:3 4:0.5:2.6:3 3 A 図1-2 1111111ム hリ

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この問題の⑶⑷が解説を見てもイマイチ分かりませんでした どのように考えて解いていくのかを教えて欲しいです よろしくお願いします

よ |112.ばね付きの板にのせた物体の運動 図のように鉛直に 立てられた軽いばねに.. 厚みの無視できる質量2mの板を固定す る。その板の上に(質量mの小球を静かに置いだところ, ばねは 自然の長さよりdだけ縮んで静止した。 この位置を原点とし, 鉛 直上向きを正としてx軸をどる。ここから; さらに ad(α>0) だ け板を押し下げ静かにはなしたところ,板と小球は一体となって 動き始めた。重力加速度の大きさをgとし、運動は鉛直方向のみ を考える。 (1) このばねのばね定数を求めよ。 (2) 板と小球が一体となって動いているとき、位置xでの加速度および小球が板から受 ける垂直抗力を求めよ。 (3) ある位置で小球が板から離れて上昇した。小球が板から離れるためのαの条件,離 れる瞬間の位置(座標), およびそのときの小球の速さを求めよ。 (4)小球は板から離れた後,ある高さまで上昇しその後落下した。小球の最高到達点の 位置(座標)を求めよ。 m 0- -2m 105 る。 さか 立置 [15 横浜市大) 111.(4)物体が静止していることか。 創面htに創面下方にもすべりださない条件を考える。 MI

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Physics Senior High

この問題の(2)で、上面が受ける力を求めるとき、 なぜSをかけたのかがわかりません。わかる人教えてください🙇‍♂️🙇‍♂️🙇‍♂️

71.圧力と浮力 解答(1) po+odg[Pa] (2)上面: (o+pdg) SIN], 鉛直下向き 下面:{か+p(d+h)g}S[N], 鉛直上向き (3) pShg[N] 指針 水中における圧力は, 水の重さによる圧力と大気圧の和に等し い。また,水中で物体が受ける浮力は, 物体の上面が受ける力と下面が 受ける力の差となる。 解説)(1) 物体の上面が受ける水 ○物体の側面は,逆向き に同じ大きさの力を受け, それらはつりあっている ので,考慮する必要はな 水面 い。 の重さによる圧力は, pSdg =pdg S po+pdg 断面積S d [Pa]となる。求める圧力は, これに 大気圧を加えて, (2) 物体の上面は, 鉛直下向きに押 される力を受ける。その大きさは, (1)の圧力に面積をかけて, (bo+pdg)S[N) 物体の下面は,鉛直上向きに押される力を受ける。下面は, 深さ (d+h)の位置にあり,その圧力は (1)のdをd+hに置き換えて po+p(d+h)gである。受ける力の大きさは, {bo+p(d+h)g}S[N] 大 ) (3) 浮力は,物体の上面と下面が受ける力の差である。(2)の結果を用 Do+odg[Pa) h このように, 物体が単 純な形状をしている場合, 上下方向の力の差で浮力 oShg [N] を求めること ができ,アルキメデスの 原理による計算と同じに なる。複雑な形状の物体 でも,縦長の細い直方体 の集合体であると考えれ ば,同様にアルキメデス の原理が成り立つことが X0.9 111 Dotp(d+h)g いて, {bo+p(d+h)g}S-(b0+pdg)S=pShg[N] 0a(0) 010 72.水の浮力 わかる。

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