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Physics Senior High

(3)の「仕事を1時間した」というのは、「ディーゼル機関が仕事を1時間した」と同じですか?

基本 仕事率 70KW, 熱効率 30%のディーゼル機関がある。この熱機関は,重油を燃料とし て仕事をする。1.0kgあたりの重油の発熱量を4.2×107Jとして, 次の各間に答えよ。 (1) ディーゼル機関が1時間にする仕事はいくらか。 (2) 仕事を1時間したとき,仕事に変わることなく外部に捨てられた熱量はいくらか。 (3)仕事を1時間したとき,消費された重油は何kg か。 T00 (1) 仕事率は,1s間あたりの仕事 指針 である。すなわち, 70kW=70×10°W の仕事率 では,1s 間に70×10°Jの仕事をしている。 (2) 熱効率が30%なので, 重油の発熱量のうち, 30%が仕事に変わっている。 (3) 1時間の重油の発熱量からその質量を求め 値を用いて, 2.52×10° Q. 0.30= Q=8.4×10°J 外部に捨てられた熱量を Q2[J]とすると, W'=Q-Qの関係から, Q2=Q-W'=8.4×10°-2.52×10° =5.88×10°J る。 解説 る。求める仕事 W'[J]は, W'=70×10°×3600=2.52×10°J (1) 1時間は 60×60=3600sであ 5.9×10°J (3) 1時間に消費される重油の質量をm[kg]と すると、1時間の発熱量Q.[J]は,次のように 2.5×10°J 2)重油の1時間あたりの発熱量をQ[J]とす 表される。 Q=m×4.2×107 したがって,(2)の Q,の値を代入すると, ると,熱効率の式e=- W' から,(1)で求めた Q。 Q 8.4×108 =20kg m= 三 4.2×107 4.2×107

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Physics Senior High

物理、単振動の問題です。 解説の (3)K=2k (4)U最大=2×1/2ka² の「2×」 (5)2×1/2kx²+1/2mv²=ka² の「2×」 の意味が分かりません 物理 単振動 ばね

必解や52.(2本のばねによる単振動〉 図のように,なめらかな水平面上に質量 m の物体Pが同 じばね定数kをもった2つのばね A, Bとばねが自然の長さ にある状態でつながっている。水平面上右向きにx軸をとり, このときの物体Pの位置を×座標の原点0とする。物体PをばねAのほうへ原点Oよりaだ けずらしてからはなす。このとき物体Pは単振動する。単振動は等速円運動のx軸上への正 射影の運動であるといえる。時刻 t=0 において, 物体Pはちょうど×座標の原点Oを正の 向きに向かって通過した。ばねの質量はないものとして, 次の問いに答えよ。 (1)任意の時刻tにおける物体Pの位置xおよび速度かを,等速円運動の角速度ωを用いて A B 00000 p m 表せ。 (2)任意の時刻tにおいて物体Pが位置xにあるときの加速度 αを,ωとxを用いて表せ。 また,2つのばねAとBから受ける力Fを,kとxを用いて表せ。 (3) 物体Pが x=a に達してから,初めて原点Oを通過するまでの時間 to と,初めて x= 2 -aを通過するまでの時間tを,kとmを用いて表せ。 (4)物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置,およびはばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。ただし,wやTを用いないこと。 (5) 物体Pが単振動しているときの速度と位置×の関係を求め,vを縦軸に,xを横軸にと ってグラフに示せ。このとき座標軸との交点を,a, kおよび mを用いて表せ。また、物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。 【香川大 改)

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