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Science Junior High

(3)の解説をお願いします 回答にはおもりがばねbを引く力の大きさが2.1Nと書いてあるのですが、なぜ2.1Nになるのかわかりません

32種類のばねA,Bを用いて、ばねののびに関する実験を行った。あとの問いに答えよ。ただし、100gの物体にはたら く重力の大きさをINとしばねや糸の質量は考えないものとする。 実験1 ばねAとばねBのそれぞれについて, ばねに加わる力の大きさとばねののびと 図1 3.0 A ね 2.0 ばねB び 1.0 の関係を調べた。 図1は, その結果をグラフに表したものである。 実験2 質量80gのおもりを2個用いて, 図2の装置をつくり, ばねAののびを測定した。 実験3 質量 70gのおもりを6個用いて, 図3の装置をつくり, ばねBののびを測定した。 実験4 質量 60gのおもりを2個用いて, 図4の装置をつくり, ばねAとばねBののびを 測定した。 ばねののび (cm) 1 2 3 力の大きさ(N) 図2 留め金 ばねA 糸 図3 糸 ばねB 図4 糸 糸 ばねA 糸 滑車 滑車 滑車 80gの 70gの 60gの |水平な台 おもり 水平な台 おもり |水平な台 ばねB おもり 留め金 床 (1) 実験1で、ばねAとばねBののびが同じとき,ばねBに加わる力の大きさは、ばねAに加わる力の大きさの何倍か。 (2)実験2でばねAののびは何cmか。 よ。 ただし、100 1:1=1.6=x とする。 (3)実験3で、ばねBののびは何cmか。 4,2N ばねののび 2cm:3N=mc=4.2 3x8.4 (4)実験4で、ばねAとばねBののびの差は何cmか。 1,2N 向きと20 8 2:3=2=1,2, 3x=2.4 x= 8 本 倍 6 1.4 2.8 0.4 cm cm cm

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Physics Senior High

力学 運動方程式の問題です。(2)の部分で、Aが2lだけ落下した時に、なぜBがlだけ上昇するのかいまいちわからない感じです!

A 〈問4-4 右ページ上図のように定滑車にかけた質量の無視できる糸の一端に物体Aを吊る 他端には質量の無視できる動滑車をつけ、天井に固定した。 動滑車には質量 4mの物体Bを吊るしてある。 以下の問いに答えよ。 (1) 物体Aの質量がいくつのとき、物体A, Bは静止するか。 物体Aの質量が7mのとき、物体Aは下降し、物体Bは上昇した。」 (2)物体Aの加速度 α と, 物体Bの加速度 42 の関係を求めよ。 (3)α1 の値を g を使って表せ。 てんだ 解きかた (1) 物体Aの質量をM, 物体A,Bにはたらく張力をそれぞれ T1,T2とし、 物体A、物体B,滑車の3つについての力のつり合いを考えます。 物体A: T = Mg ......① 物体B: T2=4mg ...... ② れだ。 動滑車 : 2T=T2 ......③ ①③式より T₂ = 2Mg ....④ まずは、 ② 2Mg=4mg 式より ゆえに M=2m (2)が2ℓだけ落下した時間をtとすると,その間にBはだけ上昇します。 (答 等加速度運動の式より A: 2l=art² = ......⑤ B:l= azt2 2 ..⑥ ⑤ ⑥式より a=2a2 答 補足一般に、動滑車の変位 x, 速さ, 加速度αは, すべて半分になります。 解きかた (3)(1)と同様に力を設定し、運動方程式を立てます。 [の] [法 から ちょっと 物体A : 7mg-Ti=7ma……① 物体B: T2-4mg = Amaz 8 動滑車 : 2T-T2=0a ...... 9 ⑧ ⑨式よりT2を消去して 2-4mg=4maz ⑩式よりT」を消去して

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Physics Senior High

(3)の運動エネルギーの総和の問題で、なぜ2枚目のように解いてはいけないのですか。A,B,C,D全て同じ速さだと思うのですが...

必解 30. <あらい板上の物体の運動〉 物体 D (2m) 物体A(2m) 物体B(3m) 机 物体 C (m) 図のように, 水平な机の上に直方体の物体Aを置 その上に直方体の物体Bをのせる。 Bには物体 Cが, Aには物体Dが,それぞれ糸でつながれてお り,CとDは, 机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, Dの質量は,そ れぞれ, 2m〔kg〕, 3m[kg], m 〔kg〕, 2m [kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが, AとBとの間には摩擦力がはたらく。 初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき, 静かに手をはなして運動のようすを観測する。 運動は紙 面内に限られるものとし, また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。滑車はなめらかで軽く, 糸は軽くて伸び縮みせず、たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさをg 〔m/s'] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに,Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2)このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3)Dがん 〔m〕だけ落下したときの, A, B, C, D の運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで, Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の, AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5)Dがんだけ落下したときの, A, B, C,D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に,Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。ただし、このときのAとBの間 の動摩擦係数を1/3として、次の問いに答えよ。

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