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Science Junior High

これの①②④の解説お願いします。

太郎さんは、 振り子の運動を調べる実験を行い, ノートにまとめた。 下の(1)~(4)の問いに答 えなさい。 ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさはINとし, おもり」 3 摩擦や空気抵抗は考えないものとする。 また, 糸のたるみや伸縮は考えないものとする。 もり以外の物体の質量 太郎さんの実験ノートの一部 【実験】 点Pの真下に固定した糸Xに質量 400gの金属球a をとりつけた。その後、図1 のように、糸Yを手で引いて,基準面から20cmの位置で金属球aを静止させた あと、静かに糸Yをはなした。 【結果】 図2のように、金属球aは基準面を通過し,基準面から20cmの位置まで上がった。 *Y 金属球 a 天井 重力 ※x. 金属 a * X 糸 Y (1) 図1の金属球aにはたらく重力について表した図として,最も適当なものを,次のア~エ の中から一つ選んで, その記号を書きなさい。 ア イ 金属球 a 重力 40cm 30cm --20 cm 10cm -基準面 0000 図2 系 X ウ 40cm 30cm 20cm 10cm 基準面 糸Y 金属球 a 重力 *X 図3 *X I 金属球 a *Y ア (2) 実験において, 金属球 a が基準面から20cmの位置まで上がった瞬間に糸Xが切れたと すると, 金属球aはどの向きに運動すると考えられるか,最も適当なものを,図2のア の中から一つ選んで, その記号を書きなさい。 (3) 下線部のような結果になった理由を, エネルギーの名称にふれながら説明しなさい。 (4) 図3のように, 点Pの真下で基準面から30cmの位 置にくぎを固定し、 実験と同様に,基準面から20cm の位置で金属球aを静止させたあと, 静かに糸Yをは なした。 このとき, 糸Xがくぎにぶつかったあと,金 属球aはどの位置まで上がったと考えられるか, 最も 適当なものを次のア~エの中から一つ選んで, その 記号を書きなさい。 ア 基準面から40cmの位置まで上がった。 イ基準面から30cmの位置まで上がった。 ウ基準面から20cmの位置まで上がった。 エ基準面から10cmの位置まで上がった。 P 金属球 a, 重力 花子さんは. あと(1) (2) 税 花子さんの 【実験1】 赤 に入 -40 cm -30cm -20cm --10 cm -基準面 を水 フ着つこ 着色 a² 的 (実

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(3)と(4)がわかりません。どちらかだけでも教えていだだけると嬉しいです。よろしくお願いします!

4 おもりを持ち上げたときの滑車のはたらきについて調べるため,次の 〔実験1] から 〔実験3] までを行った。 ただし, ばねばかり, 滑車及び糸の質量は無視できるものとし, 滑車に摩擦力ははたらかないも のとする。 図1 [実験 1] ① 図1のように, スタンドに定規を固定し, ばねばかりに糸のついたおもりを取り付けた。 ②糸にたるみがなく, ばねばかりの示す力の 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真上に引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距離とばねば かりの示す力の大きさとの関係を調べた。 図 2 15.0 図2は, 〔実験1] の②の 結果について, 横軸にばね ばかりを引いた距離 [cm] を, 縦軸にばねばかりの示 す力の大きさ 〔N〕 り, その関係をグラフに表した ものである。 [実験3] 力の大きさ N 10.0 さ 5.0 (N) 0 4.0 〔実験2] ① スタンド, 定規, 動滑車, 定滑車, 糸, ばねばかりと [実験1] で用いたおもりを 用いて, 図3のような装置をつくった。 ② 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 誰とばねばかりの示す力の大きさとの関係 を調べた。 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。 (6) スタンド 床・ 8.0 12.0 16.0 ばねばかりを引いた距離 [cm] 図3 スタンド 図5 図4 定規 |定規 レスタンド CEL CEED ばねばかり LEEB おもりおもりの 20.0 24.0 動滑車 定規 定滑車 糸 動滑車 ・おもり フック ばねばかり 定滑車 糸 定規 ・床 DOL ばねばかり 動滑車 “おもりの ・おもり 高さ 床 AMA(916 22)

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至急です💦 教えてください。 お願いします💦

4 太郎さんと花子さんは、 先生と一緒に、 振り子の運動とエネルギーの移り変わりについて調 べるため、次の実験を行った。 あとの (1)~(4) の問いに答えなさい。 ただし、 物体間の摩擦や 空気抵抗、糸のたるみは考えないものとする。 実験 1 【手順】 ① 図1のような装置をつくり、 小 球の最下点を点Pとした。 2 図2のように、点Pから20cm の位置にある点Aまで小球を持ち 上げた。 また、小球が2個のセン サーの間を通る位置に簡易速度計 を置いた。 ⑤点Aから小球を静かにはなしたところ、小球は簡易速度計を通過したあと、基準面 から4cmの位置にある点Bを通過した。 図3 エネルギーの 大きさ 0 点B 図1 点P スタンド 点A 小球 太郎さんと花子さんは、 実験1の結果について先生と話し合っている。 先生: 振り子の運動では、 位置エネルギーが運動エネルギーに移り変わっていますね。 太郎:図2の小球が運動しているときの、小球がもつ位置エネルギーと運動エネルギーの 大きさの変化を図3のように表しました。 花子:小球の位置が最も高い点Aでは、位置エネルギーが最大になっています。小球の位 置が最も低い点Pでは、運動エネルギーが最大になっています。 先生 : そうですね。 では、図3をもとにして、各点でのエネルギーの大きさを比べてみま しょう。 【位置エネルギーの大きさの変化】 点B 4cm JA エネルギーの 大きさ 図2 -9- 0 簡易速度計し 点P 20cm B 基準面 点A 【運動エネルギーの大きさの変化】 点P 点A 実験1のあと、 太郎さんと花子さんは、エネルギーの移り変わりについて先生と話し合って いる。 太郎 : 先生、 実験1では、 位置エネルギーと運動エネルギーの移り変わりを調べました。 エネルギーにはいろいろな種類があるので、エネルギーの移り変わり方は、1通り ではなく、 何通りもあるのでしょうか。 先生:そうですね。 運動エネルギーが光エネルギーや熱エネルギーに移り変わったり、弾 性エネルギーが力学的エネルギーに移り変わったりするなど、 何通りもありますね。

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