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Science Junior High

(2)教えてください

振り子について次の実験1と実験2を行った。 (実験1) 質量が200gの物体を天井から糸でつるし、 A地点から静かに手をはなしたところ図のようにB地点を 通過した後、C地点で折り返し、往復運動をした。実験1のようすは図1に示した。 (実験2) 図2のように、点oの真下で、基準面より15cm高い位置にくぎを固定し、点Oに固定した糸Aに300gの 鉄球をとりつけた。さらに、糸Aがたるまないように糸Bを引き、基準面より10cm高い位置で鉄球を静 止させた後、静かに糸Bをはなした。 0) 図1 n 図2 糸A 0 o 20cm 気堂 15cm 糸B 10cn A 3em B 物体を質量が400gのものに変えて、同じ運動をさせると、 ①B地点での物体の速さは、 200gのときと 1)比べてどうなるか。 また、 ②C地点での高さはA地点と比べてどうなるか。最も適当なものを下のア~ ウからそれぞれ1つずつ選び、 記号で答えよ。 ア 大きくなる 物体をA地点から糸がたるまないようにさらに持ち上げて静かに手をはなすと、 ①B地点での物体の速 (2)さはどうなるか。 また、 2C地点での高さはA地点と比べてどうなるか。 最も適当なものを下のア~ウか らそれぞれ1つずつ選び、記号で答えよ。 ア 大きくなる イ小さくなる ウ 変わらない イ小さくなる ウ 変わらない

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Physics Senior High

(2)が分かりません。 どういう式の立て方をしたのか、よく分かりません。 教えて下さいm(_ _)m

(5) 力のつり合いの位置では, 速さは最大になってお 別解 力学的エネルギー保存の法則で求めることもできる リ= Aw で表される。したがって, ひ=0.050×14=10. おもりにはたらく力の合力F[N]はいくらか。ただし, 鈴直下向きを正と。 単振動 »137 例題 34 ばね振り子 軽いばねの一端を固定し, 他端に質量0.10kgのおも りをつるすと,自然の長さから0.050mだけ伸びてつ り合った。このばねを自然の長さにしておもりを支え, 静かに手をはなした。重力加速度の大きさを9.8m/s', πを 3.14とする。 (1) このばねのばね定数&{N/m]はいくらか。 (2) つり合いの位置からょ[mjだけばねが伸びたとき, 0,050m また,このような力がはたらくときの運動の名称を答えよ。 (3) おもりの振動の周期T[s) と振幅A [m]はいくらか。 (4)ばねが自然の長さから0.020mだけ伸びたとき, おもりの加速度の a[m/s]はいくらか。 (5) ばねが自然の長さから0.050mだけ伸びたとき,おもりの速さ [m/s]はい 解答 (1) おもりにはたらく重力 と弾性力のつり合いより, 0.10×9.8-k×0.050=0 したがって、 k=19.6= 20[N/m] (2) F=0.10×9.8-19.6× (0.050 +x) = -19.6.c[N] 変位の大きさに比例し,変位と 逆向きにはたらく力を復元力と いう。復元力がはたらくとき, 物体は単振動をする。 Oセンサー41 弾性力 kX0 つり合いの位置をェ=0 に とり,任意の変位rにお いて物体にはたらく合力が F=-Kr の形で表される 復元力なら,その物体は単 振動する。 0.050m つり合に 重動 01 弾性力 k(0.050-1 のセンサー 42 ばね振り子の周期 T=2¢\k 0.050m m (3) ア=D2xR 水平方向,鉛直方向, 斜面 方向のいずれの振動でも同 じ式で表すことができる。 つり合 0.10 _3.14 V 19.6 =2×3.14×, 7 重力 (UN =0.448… 0.45[s] センサー 43 振幅は単振動の中心と端の間の距離で表されるので 単振動の加速度aは, 中 心(つり合いの位置)でa=0 両端で大きさが最大となり, A= 0.050[m] (4) このとき,エ= -0.030[m]である。 4=土A また, ω=等=14(rad/s) したがって, a=|-e'alより, α=|-14x(-0.030)| =D5.88= 5.9[m/s) のセンサー 44 単振動の速度oは, 中心 (つり合いの位置)で大きさ が最大となり,u#土Aの 両端でp=0 eelllel O ellllele -

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Physics Senior High

(4)でTを求める時に1/4がでてくるのは何ですか? お願いします

00000000o A06AAAAAAA 列 面回はね振り子 ト33.34 軽いばねの一端に質量mのおもりをつけ, 天井からつり下げるとばねが長さ 。だ け伸びて静止した。このときのおもりの位置を原点0とし, 鉛直下向きにx軸をとる。 次に,ばねが自然の長さとなるまでおもりを持ち上げて静かにはなしたところ, おも りは単振動をした。重力加速度の大きさをgとする。 (1) このばねのばね定数えを求めよ。 (2) 位置xを通過するときのおもりの加速度aを求めよ。 (3) 単振動の角振動数のを求めよ。 (4)おもりをはなしてから, 初めておもりが原点Oを通過するまでの時間t と, そのときの速さ 」を求めよ。 自然の 長さ 指針ばね振り子ではつりあいの位置が振動の中心。振幅3D振動の中心からの最大変位 解(1)点0での力のつりあいより (2)位置xのとき, ばねの伸びは lo+xである。運動方程 式を立てると mg-klo=0 よって k=mg ma=mg-k(lo+x)=mg-(o+x) lo 持ち 自然 の長さ つり あい 上げる変位x _mg, Lo -mx よって a= (3)(2)の結果を 「a=le"x」 と比較して w=, g V o (4)周期をTとおくと, おもりが初めて点0を通過するま での時間もは k(lo+x) oI Bkl。 2元 一合力 ニー の 2Vg mg 点0を通過するとき, 速さは最大。 「ひ最大=Aω」より 9=g。 mg x ハ=l6w= lo

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Physics Senior High

44-2がわかりません。 熱量保存の法則についての、水に鉛を入れるという問題です。教えて欲しいです🙇‍♀️

8-2 鈴 50gの熱容量は何J/K か。鉛の比熱を 0.13 J/(g-K) とする。 3-3 ある物体に 1.5×10°Jの熱を与えたところ, 2.5℃ 温度が上がった。 この物体の 2- 100 ℃ の水 100gをすべて蒸発させるには, 何Jの熱が必要か。 ただし, 水の蒸 発熱を2.26 × 10。J/g とする。 0.45 J/(g-K) とする。 1 章 熱容量はいくらか。 執容量 38 J/K で 50°℃ の物体に7.6×10°Jの熱を与えると何℃になるか。 100℃のお湯 100gに 25°℃の水を 200g混ぜると何℃になるか。 M-2 20 ℃, 300gの水の中に, 70 ℃, 500gの鉛を入れた。温度は何℃になるか。 また,全体の熱容量はいくらか。ただし, 水の比熱を4.2 J/(g-K) とし, 鉛の比 熱を 0.13 J/(g-K) とする。 ある気体に50Jの熱を与えたところ, 気体は外部に15Jの仕事をした。内部エネ ルギーはいくら変化したか。 次のO~3の現象のうち, 不可逆変化をすべて選べ。 0 冷えたペットボトルを放置しておくと, やがて室温になる。 ② 摩擦や空気抵抗がない場合の振り子の運動。 3 水に牛乳を1滴落とすと, 拡散する。 ある熱機関が高温熱源から 5.0×10°Jの熱を吸収し, 低温熱源に4.3×10°Jの熱 を排熱した。熱効率はいくらか。

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