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Physics Senior High

諏訪東京理科大学の2020年度の物理の問題なのですが、解説が載ってなかったので、時間がかかると思いますが、誰か解説お願いします🙏🙇

L]以下の問いに答えなさい。 解答はすべて解答用紙の指定されたところに記入し なさい。(3)は, 途中の計算式も含めて記入しなさい。 円周率を π, 重力加速度の大 きさをgとする。 I 図1のように, 水平と角θをなす斜面に沿って, ばね定数kの軽いばねの下端が固 定されており,上端には質量 Mの物体Pが取り付けられている。 斜面に沿って下 向きを正の向きとするx軸をとり, ばねの自然長の位置を原点 O とする。 はじめ 物体Pは,自然長から Ax だけ縮んだ点A で静止していた。 いま物体Pをx=1+dx の点Bまで押し下げ, 静かに手を放した。物体Pの大きさおよび斜面との摩擦は 無視できるものとする。 (1)以下の文章の空欄に適する数値および数式を補い, 文章を完成させなさい。 Ma sin 物体Pに働く重カの斜面方向成分の大きさは M,g,0を用いて の],点A で静止しているときのばねの弾性力カの大煮さはん, Ax を用いて の と表せ るので, g, k, M,0を用いて4x= く弾性力の大きさはん,1,4xを用いて と表せる。点Bにおいで物体Pに働 と表せる。物体Pは単振動するの で,その角振動数をωとすると, 点におげる加速度 aはωおよび!を用いて -M= Mgsiag-Alf+al) と表せ 本t4入) ーム! と表せ,運動方程式は g, k, 1, M, Ax, 0, o を用いて る。これより,角振動数 および周期Tをπ, M, kのうち必要なものを用いて a= 表すと,それぞれ ω= @ T= となる。 AB 間において物体Pの速さが0になるどきの座標をA×および!を用いて表 Aスtイ すとx= となる。この位置を重力による位置エネルギーの基準の位置に とる。すると,この位置において物体Pが有する力学的エネルギーは1,1,4xを +41 用いて| 0 と表せ,物体Pが AB 間の座標xを通過するときに有するカ学 的エネルギーは、その瞬間の速さvおよびん,,M,x,4x, gを用いて -ス) Sing+ D「と表 せる。この2つの力学的エネルギーは等しいので, 座標×を通過する物体Pの - s 127 12) 速さはん,M,x g,θを用いてv= ど表せる。これが最大値 Vmax となる ときのx座標は,1, M,g,θを用いてx= 19 と表せ, Vmax はk,1, Mを用い My sin@ て Vmax の と表せる。 M

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どなたかお願いします。

9 nokia軸 2 | 図 1のような装置を用いてパネの伸びを調べる【実験 1]と, 【実験由】を行った。 決の各問に答えなさい。 【実験】 (験】パネの下英に拉宙るし, 衣正したときのパネの他びを油定した< 結果]おもりの個数パネを引く力, パネの仲びを表 1 にまとめた。 (考察]グラフから, パネの伸びはバネを引くカカの大きさに これを( ② )の法則という。 【実験中】 ⑰ 表 の結果を, 綻輌にパネの伸び, 横幅に力の大きさをとり, 測定結果をく解答杜) [実験水平に置いたときに針が 0 を示すように, バネ衝を調整しだ 図2 のような装置を用いてで旋の合成 ( ⑦ )することが分かった。 後, 金属の輪に ミ 3 未の未を取り付け, パネの瑞を固定する。 2 本のバネ称でカAとカB を加 ノ を属の輸の中選が点 O にくるようにバネを引き伸ばし静止させ(図 の, 2 カ A, カカ B の大きさを測定する。 のグラフにまとめなさい。 ⑫ 【実験 T 】の[考察]の①, ②に適当な語句を入れなさい。 3) バネにおもりを6 個吊るした場合のバネの伸びは何 cn になるかを答えなさい。 [千果]カ A カカ B をベクトルで表したら図 3 のようになった。 [考察]金属の輪が静革していることから, バネが金属の輪を引く力と, カAと力Bの 合力はつり合っでいることが分かる。 2 つのカがつり合う場 いに( ⑥⑧ )向きで, 同じ直線上にあり, 大きさは( ④ )。 したがっで, 【実 験TJでパネが金属の輪を引くカカは( ⑥ )N であることが分かる。 ④⑭ カAと力B の合力を(解答欄》の図中に矢印で描き入れなさい。 ⑤) 【実験 m】の〔郁察〕の③④, ①⑥にあてはまる語句を, ⑥にあては まる数値を符えなさい。 ただし, 図 3 の 1 マスは 1 N とする。 合。 2 つのカカは 表1 バネを引く力の大きき おもりの個数し個]| 0 | 1 12 バネをglく<カ(NJ 1 0 oz|O バネの伸び(cm] | 0 12.0138l 《解答欄》 ① ⑫⑨ ⑬④ 10.0ト竹生生生 バ ② 氷 京O 人 び5.0 【cm] ⑧⑱ て5 04 06 08 10 ⑮⑨ @ 力の大きさ【N] SMUPHYS2021 -05

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どなたかお願いします。

なでで会 9 ェュ 語 たは式を入れなさい< | TOt 2 0 1 5 WW 前2あいの条件は, 作用するカッ であるいま質基 7 kgjの【 ュ1]に 和が 0 になるご 人 致しない三つのカがはたらし ヽた場合を考える。 作用 は反対だが大ききはともに 刀〔NJで, 作用が a ま】 > 座を 。 (mJとすると この物体に作用するカのペクトルの和は 92 io 方と6【 3 (Nm)であり, 重むのまわりの【 2 】の和は【 4 JNIであんて 本 0 内 =プ隊軸の加速誕の大きさを調べてみた。 最ヵ (2) ある向きを正とした1つの軸方向の物体の運生 人 間は 0 m/s” であり, 静止していた。 このときはたら 2の合是は[5 JN である。 次の 4 秒遇y 後の速さは【 7 】m/s となる。 続いて 6 秒間, 加速度は 0 m/ この運動は, この軸の【 9 】向き方向 大きさをもち変形を無視できる物体を一般に 和が 0 になることと 任意の点のまわりの【 2 】の ー0.2 m/s*であった。 したがって, 4 秒 その後 0.1 m/ぷ"の加速座が【 8 】秒間続き物体は遂目レた り, その移動距離は【 10 】nm である。 5 質量 w のおもりに質量の無視できる糸をつげ, の介地振ラで上げたりドげたりした。 この糸の天罰 とし, 上向きを正とする加速度を g Ln/sJ]とするら おぉもりの運動方程式は【 1 ]の式で表される。 た 加速度を 9 とする。 いま ー 0.5kp 9 98m/sとli宇250.2 kW(kg 重) の力で終を引いてい の加吉度の大きさは【 12 】であり, その向きは【 13 】である。 ま 有5のの吉速訟が下向きに 1.5 m 手が引くカカの大きさは【 14 】であり, が上同きにだの東SIぐ動VC \ろこさ。 手が糸を引いている さは【 15 】である。 (3 (4) 重力加速度を 9 [msとし, 空気抵抗無視できるものとおある。 反発(ほねかえり) 係数 e の水平な床から言。 ん m)のところにある質量 [kg)の小球は, 床を基準にしたときに【 19 の位置エネルギーをもっ。- 小球を時刻 # 三 0 s で静かに落下させた。 計ドにに加わっでぐいるカの大ききは【 17 】NJであぁ. に衝突する直前の小球の速さは【 18 】(m/sJであり: 衝突直後の小球の運動デネルギーは【 19 1Qj この後, 最初に小球の速さが 0 m/s になったときの, 小球の床からの高きは【 20 】(m〕である。 発電所でつくられた電気は【 21 】器で150 kVから600 KW に見圧きMG 送電線で送られる。 そして, 都市へ) る前に利用しやすい電圧に段階的に隆眉されるs 送電線は長距離になるので, 家庭で使われる 【 22 】な電気抵抗をもっている。 同じ大きさの電力を送電する場合 50kVを用ゆぶだ場合は, 600 kV を用いた 合に比べ, 送電線による電力損失は【 23 】億となる。 記の2に電圧をまりMI 24 】して送電すると, 電力損失# 少なくできる。 したがって, 発電所では交流電圧を発電しでいる。 また, 察庭只便用ぐきる電圧は 100Vと200V: ある。 100 V で 1500 W の電熱器を 200 V でそのまま使えるどると。 きの場合則25 】W の電力を消費する。 5) (角徐) 回 委 (ai 本 | 【e】 【7】 【8】 【9】 【10】 | (5 ta ul il [ie】 【17】 【18】 【19】 【201 Ia [22】 【231 IgA

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