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Physics Senior High

解答が載っていなかったので、解答解説よろしくお願いします(_ _)

次の問いの空所( )をうめて文章を完成させよ。 Ⅰ 図1のように、長さL [un] の鉛直な軌道PQ, 点Oを中心とする半径L 〔m〕 で中心角90度の円弧状の軌道 QR, およ び水平な軌道 RST がなめらかにつながっている。 区間 RS は長さL 〔m〕 であらく,それ以外の区間はなめらかである。 質量 m (kg) の小物体AをPから静かに放したところ, A は軌道に沿って運動し, ST上で静止している質量 (kg) の小物体Bと弾性衝突した。 ただし,重力加速度の大きさをg 〔m/s2] とし, Aと軌道RS との間の動摩擦係数をμ'′と する。 また, すべての運動は同じ鉛直面内で起きるものとする。 L □A P L 問4AとBが衝突した後のBの速さは ( のときである。 0 ER 問1AがRを通過する直前のAの速さは ( きさは ( ) [N] である。 問2AがSを通過した直後のAの速さは( 問3AがRを通過してからSに到達するまでの時間は ( L S パ E S R2 ⅠⅠ 図2のように, 抵抗値 R [Ω] の電気抵抗 R1, 可変抵抗器 R2, 内部抵抗の無視できる起電力 V [V] の電池 E, 電気容 量C〔F〕 のコンデンサー C, およびスイッチSからなる回路がある。 はじめSは開いており, Cに電荷はたくわえられ ていないものとする。 C R1 図2 B T [ms] であり,このときAが軌道から受ける力の大 ) [m/s]である。 ) [s] である。 ) (m/s) である。 問1 R1 を流れる電流の大きさが Io [A] であったとすると, R2 の抵抗値は ( [Ω] である。 問2 R2 の抵抗値を変え, R2 の両端の電圧を V, 〔V〕 とした。 このとき, R2 の消費電力はV2, V, R を用いて ) 〔W〕 と表される。 また, R2 の消費電力が最大となるのはV2が( ) (V) 問3 つぎに, R2 の抵抗値をR [Ω] に変えてからSを閉じた。 Sを閉じた直後に R」 を流れる電流の大きさは ( ) [A] であり, Sを閉じてからじゅうぶん時間が経過した後, Cにたくわえられている静電エ ネルギーは ( ) [J] である。

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Physics Senior High

68の(2)と69の(4)の問題についてです。 68の方は答えが0Jになり、69の方は答えが-5.0×10の2条になります、なぜ聞かれてることは同じかのに0になったり-がついたりするのですか?

重力加速度の大きさを (1) 手がレンガに及ぼす力がした仕事はいく (2) 重力がレンガにした仕事はいくらか。 68 [仕事] なめらかな水平面上に重さ5.0Nの物体を置き, 図のように する。 4.0Nの力を加えながら, 水平方向に10m移動させた。 3 = 1.73と (1) 人が加えた力が物体にした仕事はいくらか。 ② 重力が物体にした仕事はいくらか。 (3) 面が物体に及ぼす力(垂直抗力) がした仕事はいくらか。 (4) 物体がされた仕事の合計はいくらか。 (5) 物体の重さを2倍にし, 同様に4.0Nの力を加えて、 水平方向に10m移動させたとき、物体 がされた仕事の合計は (4) の何倍になるか。 69 [仕事] 右図のように、水平面と30°の角をなすなめらかな 斜面に沿って,質量10kgの物体をゆっくりと10m引き上 げる。 重力加速度の大きさを10m/s2 とする。 (1) 物体を引く力F〔N〕 はいくらか。 (2) 物体を引く力F [N] がした仕事 W 〔J〕 はいくらか。 (3) 斜面が物体に及ぼす力 (垂直抗力) がした仕事 W 〔J〕 は いくらか。 ④重力が物体にした仕事 W3 〔J〕 はいくらか。 10m² 引く力F 30° 4.0N 30° 10 m

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Physics Senior High

133の問題(2)です。 (1)は失った力学的エネルギーを答える問題なので (Aの力学的エネルギ-Bの力学的エネルギー)を引いて求めるのは分かりますが、 (2)で(1)で求めた答えがそのまま使われているのは何故でしょうか。 変化した力学的エネルギーなら (Bの力学的エネルギ... Read More

振動の中心は,基 なる ((1) の図)。 を用いると, mg k m して力学的エ からの垂直抗 減少するから するが, 方法 手からの垂 g つりあいの が, 保存力 い。 一方, まで, お おもりに 三抗力はお 手から負 ギーは減 受けて ので, 運動す 事をし、 がっ れる。 0 な こ 5位 力 ×1.01 2=1.96 √√3 2 >0なので、 +1.0×9.8×0.20+3.09.m √3 Wy=- -mg [N] 2 pl'=. 196 100 2²x7² 102 133. 粗い斜面上での力学的エネルギー KB (1) m (v²-v²)+mgh [J] 22×72×7 102 10 (2) 3 2gh 指針 物体の力学的エネルギーは,動摩擦力からさ れた仕事の分だけ変化する。 解説 (1) 点と点Bでの力学的エネルギーの差 を求める。 B を基準の高さとすると, (1/2mwo'+mgh)-(1/2mv² +0) = m (v²-v²) +mgh (J) (2) 物体が移動した距離をL[m]とすると, 直角三角 形の辺の長さの比から L: h=2:1 L=2h[m] また、重力の斜面に垂直な方向の成分の大きさを W, [N] とすると, 直角三角形の辺の長さの比から, Wy: mg =√3:2 2W²=√3mg /3 3 -+1) 2gh -=1.4m/s 斜面に垂直な方向のつりあいから, W, と物体がう ける垂直抗力の大きさは等しいので, 動摩擦係数を μ'として, 動摩擦力の大きさ F' は, √3 √3 F'=μ'W=μ'′xY -mg= μ'mg [N] 2 2 動摩擦力がした仕事の大きさは,物体が失った力学 的エネルギーに等しいので、 (1) の結果を用いて, -μmg×2h=12m(uj-v²2) +mgh 口知識 □ 133.粗い斜面上での力学的エネルギー 図のように, 水平とのなす角が30°の粗い斜面 上を質量 m[kg]の物体が,点Aから速さひ。 [m/s]ですべりおり, 点Bを速さ [m/s]で通 過した。 AB間の高さの差をん [m],重力加速 度の大きさをg[m/s2] とする。 (1) 点Aから点Bに移動する間, 物体が失っ た力学的エネルギーは何Jか。 (2) 物体と面との間の動摩擦係数はいくらか。 v [m/s] (2) 動摩擦係数μ' を求めよ。 130° v₁ [m/s] om B h〔m〕 m 133. ■知識 □134. 力学的エネルギーの変化 図のように,粗い水平面上で, ばね定数k のばねの一端を壁に固定し、 他端に質量m の物体をとりつけ, 軽い糸で物体を引いた。 ばねの伸びがxの位置で, 手をはなすと, 物体はxだけ動き, ばねが自然の (2) 長さの位置で静止した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 手をはなしてから, 物体が静止するまでに摩擦力のする仕事Wを求めよ。 (1) (2) 134. (1) 思考 □135. 力学的エネルギーの変化 図のように,質量mの物体を, 水平面 から高さんのなめらかな斜面上から, 静かにすべらす。 物体は, 長さLの粗 L い水平面を通り過ぎ,同じ傾斜をもつなめらかな斜面上を, 高さまで上 がった。 重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 135. est 第 I (1) 運動とエ 基本問題 (2) (3) 摩擦力から、仕事をさ 分だけ、物体のもつ力学的 ルギーは変化する。

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Mathematics Senior High

解答一行目について、S2n-1なのに数列の最後の分数の分母が2n-1ではなくnであるのはなぜですか?

有限の から第頂ま r1のとき 1-r 比級数 Zon は 確認して 基本 例題 125 2通りの部分和 S2n-16 S2 の利用 .......... (1) 級数 ① の初項から第n項までの部分和をS" とするとき, San-1, Sam をそれ ぞれ求めよ。 (2) 級数①の収束、発散を調べ、収束すればその和を求めよ。 12/11/12/11/11/11/1①について + + + 3 3 4 4 無限級数 1 -- 指針 (1) S2- が求めやすい。 S2 は S2=S2n-1+ (第2 項) として求める。 (2) 前ページの基本例題124と異なり、ここでは( )がついていないことに注意。 このようなタイプのものでは, Smを1通りに表すことが困難で, (1) のように, S-1 S2 の場合に分けて調べる。 ......... そして、次のことを利用する。 (1) S21=1- [1] lim S2n-1 = lim S2 = S ならば limS=S 22-00 11 00 {S} は発散 San S2n-1- [2] lim S27-1≠lim San ならば 12-00 1 2 2 -1-(1/2-1/21)-(1/13-1/1)- + 1 1 1 1 1 + + 3 3 4 4 3)-.. Sp-Sn-1-1-1-1 =1- 748 limSn=1 - lim S27-1=1, limS2"=lim(1- 00 上の例題の無限級数の第n項を (2) (1) から よって 72-00 したがって, 無限級数 ① は収束して, その和は1 21-00 検討 無限級数の扱いに関する注意点 3 3 + 2 2 71-00 1 n (1-₁)= n+1 1 1 -=+= 22 n n 1 1 (1) ++++++ 3 2 22 3² 2333 (2) 2- 4 4 ・+ 3 3 =1+ 練習 次の無限級数の収束 発散を調べ, 収束すればその和を求めよ。 125 1 1 1 1 +...... JEDNU 1 1 と考えてはいけない。 ( )が付いている場合は,n n n+1 番目の( )を第n項としてよいが,( )が付いていない場合は, n番目の数が第n項となる。 注意 無限級数では、勝手に( )でくくったり、項の順序を変えてはならない! [例えば, S=1-1+1−1+11+ ·····=(1-1)+(1-1)+(1-1)+...... とみて, S = 0 などと] したら大間違い! (Sは公比-1の無限等比級数のため、発散する。) S=02221 などと ただし, 有限個の和については,このような制限はない。 __n+1 + |基本 124 部分和 (有限個の和)なら ( )でくくってよい。 [参考] 無限級数が収束すれば, その級数を、順序を変えずに 任意に( )でくくった無限級 数は,もとの級数と同じ和に 収束することが知られている。 n+1n+2 n n 211 n+1 (p.217 EX94 4章 15 無限級数 2

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