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Science Junior High

中3理科 運動についての問題です。 答えがエだと思ったのですが正答はカでした。 なぜカになるのか教えてください。 自分がエを選んだ理由は力の大きさが4分の1で2cmで持ち上がると思ったけれど、 仕事の原理によって4倍の長さで引かないといけないといけないので8cmで持ち上が... Read More

図4 動滑車 ック 図5 スタンド 定規 ① 図4のように、2つの動滑車を棒で固定 し, 棒にフックを取り付けた。 なお, 棒と フックの質量は無視できるものとする。 (2) スタンド, 定規,定滑車,糸, ばねばか り、図4の動滑車, 〔実験1]で用いたおも りを用いて, 図5のような装置をつくった。 (3) 糸にたるみがなく, ばねばかりの示すカ の大きさがONとなる位置から、ゆっくり と一定の速さでばねばかりを24.0cm水平に 引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距離 と床からのおもりの高さとの関係を調べた。 なお、2つの動滑車を固定した棒は常に 水平を保ちながら動くものとする。 |定規 ばねばかり 定滑車 糸 動滑車 おもりの おもり↓高さ床 (4) [実験3] の③で, ばねばかりを0cmから24.0cm まで引いたとき, ばねばかりを引いた距離と 床からのおもりの高さの関係はどのようになるか。 横軸にばねばかりを引いた距離 [cm] を, 縦 軸に床からのおもりの高さ [cm] をとり、 その関係をグラフに表したものとして最も適当なもの を、次のアからカまでの中から選んで, そのかな符号を書きなさい。 ア 16.0 おもりの高さ [cm] エ 0 おもりの高さ 20.0- おもりの高さ 22.0 おもりの高さ [cm] 24.0 4.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] 24.0 8.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] 〔cm〕 5.0 0 オ おもりの高さ (c [cm] 4.0 0 8.0 ばねばかりを 24.0 引いた距離 [cm] カ おもりの高さ 2.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] 5.5 [cm] 4.0 24.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] 24.0 0 2.0 ばねばかりを 引いた距離[cm] 24.0

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Physics Senior High

(3)の問題で、 図2はちゃんとひもを引く力が上向きで、物体も同じ上向きに動いてるから正で、49Jなのはいいけど、 図1でひもを引く力が下向きで、物体は上向きに動いてるから−49Jになると思ったんですけど、なんで正の値になるんですか?

向きと移動の向き きの場合は,仕事 W=-Fx とな W=Fxcose れぞれの力がし xcos90°=0J 力: X cos90°=0J コ: xcos 180° x(-1) 74 仕事の原理 考え方 動滑車を使って物体を引き上げるには、物体の移動距離の2倍の距離だけひもを引けばよい。 この際、ひもを引く力の大きさは物体の重さの半分になる。 (1) 物体が 0.50m上昇すると, 物体をつるして 動滑車の左右のひもは 0.50mずつ短くな る。したがって、ひもを引いた距離 x1 〔m〕は, =2×0.50=1.0m (2) ひもを引く力の大きさ Ti〔N〕は, 1.0 m 「動滑車+物体」が受ける力のつりあいから, 2T-10×9.8=0 よって, Ti=49N (3) 力がした仕事 W1 [J] は, W=Fx から, W=49×1.0=49J 0.50 m ☐ 1.0 m 答 49 N 答 49 J \2 10×9.8N (4) ひもを引く力の大きさ T2 〔N〕 は,物体が受け る力のつりあいから, T2-10×9.8=0 よって, T2=98N よって、力がした仕事 W2 [J] は, W=Fx から, W2=98×0.50=49J (=Wì) 1倍 10×9.8N 図 1 補足 動滑車を使うと, 直 接引き上げるときに比べ 加える力の大きさは小さ くなるが、その分、力を 加えて動かす距離は大き くなるので、結局, 加え る力がした仕事は変わら ない(仕事の原理)。 0.50 m 図2

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