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Physics Senior High

(4)波線部です。7.0秒後だと、+44mの高さになっちゃう気がしてしまうのですが、投げ上げて頂点に達し、屋上に戻るまでが逆の動きなので、いいと言うことでしょうか。後絶対値がわかりません。ーになったからつけるのはいいのですが、もし自分で解いたらこれ違うな、と思ってしまいます... Read More

マ> 26,27 基本例題 8 鉛直投げ上げ あるビルの屋上から, 小球を鉛直上方に 29.4m/sの速さで投げ 上げた。重力加速度の大きさを 9.8m/s° とする。 (1)小球が最高点に達するまでの時間なは何秒か。 (2) 最高点の高さんは屋上から何mか。 (3) 投げてから小球が屋上にもどるまでの時間なは何秒か。 (4)投げてから7.0秒後に小球が地上に落下した。ビルの高さHは何mか。 29.4m/s H 指針 屋上を原点とし, 上向きを正とする。最高点は v=0。 7.0秒後の|yがビルの高さ。 解習(1) 最高点では速度かが0になるので, 鉛直投げ上げの式「ひ=vo-gt」 より 0=29.4-9.8×t 別解最高点を境に上り下りが対称的なので t2=2tt=2×3.0=6.0s (4) ビルの高さとは, 7.0秒後の|yである。 右=3.0s (2) 鉛直投げ上げの式 「y=vot- 1 -gt°」 より 1 ソ= Vot - 2 0-号 ー×9.8×3.0° =29.4×7.0--×9.8×7.0° h=29.4×3.0 =88.2-44.1=44.1=44m =-34.3=ー34m よって H=34m 1 (3)「y=vot-gt°」において y=0 だから POINT 鉛直投げ上げ 1 0=29.4×tな-×9.8×2 最高点 ひ=0 0=64- (ね-6)=0 tな>0 より な=6.0s 2 もとの高さ y=0

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39の(3)について、どうして投げた地点から地面までの時間しか計算してないんですか。最高点に達するまでの時間とそこから投げた地点に落ちるまでの時間は足さないんですか?

k ロ (3) 県 物 (4)角度0を何度にとると,(3リ 「J」 必要があれば 2sinbcos0=sin20 を用いよ。 次の問 (1)小球 (2) 小現 のここがポイント 塔の上を原点とし, 水平方向にx軸,鉛直上向きにy軸をとる。水平方内に。 ま等速度運動をし, 鉛直方向には,初速度のy成分で鉛直に投げ上げたのしこ は -9.8m/s°)をする。 最高点は速度のy成分 vyが0になることから並めに。 地面のy座標が -39.2m であることから求められる。 物 例題9.42 39 *39 斜方投射●地上 39.2mの高さの塔の上から, 小球を水平が ら30°上方に初速度19.6m/sで投げた。重力加速度の大きさょ 9.8m/s°とし,次の問いに有効数字2桁で答えよ。 (1)投げてから最高点に達するまでの時間もは何秒か。 (2) 最高点の高さHは地上何mか。 (3)投げてから地面に達するまでの時間なは何秒か。 (4) 小球が地上に落下した点と塔の間の水平距離Iは何mか。 19.6m/s (3) 着オ 130° *43. (1) 初速度のx成分 vox, y 成分 Voy は, それぞれ V3 -=9.80/3 m/s' 2 39.2m からx Uox= Vo COs 30°=19.6× の点を を自由 を水判 大きさ (1)点 Voy= Uosin30°=19.6×ー=9.80m/s" 最高点では速度のy成分 uッが0なので, y方向について「v=uo-gt」の 式より 0=9.80-9.8t 5-4x >例題9.42 ち=1.0s (2) 塔の上から最高点までの高さをh[m] とすると, 「y=unt-→gt」よ 応用問題 ●=上位科目「物理」の内容を含む問題 り 40.自由落下と鉛直投げ上げ● 2球A, Bを, 同一の鉛直線上でそれ ぞれ次のように運動させた。 Aは, 地面から初速度 voで鉛直上方に投げ 上げた。Bは, 高さhのところから自由落下させた。地面を原点として鉛 直上方にy軸をとり、, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 打ち上げてから時間 を後のAの高さVA を求めよ。 (2)自由落下させてから時間も後のBの高さ ye を求めよ。 (3) Bが地面に到達するまでの時間もを求めよ。 (2) 弾 (3) 弾 y h=9.80×1.0--×9.8×1.0°=4.9m 2 したがって、地上から最高点までの高さHは H=39.2+h=39.2+4.9=44.1=44m (3) 地面は y=139.2m の点なので", y方向について BO 「y=vot-5of」の式より *44 斜面 して 速度 29t x9,86円 -39.2=9.80tzー (4) A, Bの運動の開始が, 時刻 t=0 に同時に行われ. AとBは空中で衝突した。こ! 時刻なを求めよ。 (5) この衝突が空中で起こるためには, nはどのような値でなければならないか。 両辺を4.9 でわり, なについて整理すると -2tな-8=0 因数分解して (な-4)(な+2)=0 >0 であるから, tz=4.0s (4)x方向には Vox のまま等速度運動をするので, 「x=ut」 の式より 1=Voxt2=9.80/3 ×4.0=67.8…"=68m [広島工大 改) > 30

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仕事率が1.2× 位置エネルギーになる理由がわからないので教えていただきたいです

基本例題 50 水力発電 高さ(落差)50mのダムから水を落下させて水力発電を行う。重力加速度の大き だを98m/s° とする。 (1) 質量 1.0トン(=1.0×10°kg)の水が50mの高さにあるときもっている重力によ る位置エネルギー U[J] を求めよ。 (2) この水を毎秒1.2トンの割合で落下させて発電する。 水の位置エネルギーの 20%が利用できるとして, このとき得られる仕事率(電力) P [kW]を求めよ。 (3) 1世帯当たりの1日の平均使用電力量(電流がする仕事) を 10kWh とすると, こ の発電所はおよそ何世帯分の電力をまかなうことができるか。 6/L 444 脂岡 一般的に電力量の単位には, Jではなく Wh あるいは kWh を使うことが多い。 解圏(1)重力による位置エネルギーの式 「U=mgh」より U=1.0×10°×9.8×50=4.9×10°J |(3) 1日(24時間)に発電する電力量とn世 帯で1日に使用される電力量の合計量 が等しくなればよい。 電力量の単位を kWh として式を立てると P[kW]×24h=10kWh×n 1.18×10°×24 10 (2) 1秒当たり1.2トンの水が落下すると きの仕事率は1.2U[W]で, この 20% が電力として取り出せるので P=1.2U×0.20=0.24U =D1.176×10°W=1.2×10°kW よって n= =283.2 したがって およそ280世帯

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(8)教えてください。-1/2mgがどこから出てきたのかわかりません。あとBだけで、Aについての仕事を考えてないのは何故ですか?

必第31.(あらい板上の物体の運動〉 図のように,水平な机の上に直方体の物体Aを置 物体B(3m) 物体A(2m) き,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h[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h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 机 物体 D (2m)。 h 物体C の動摩擦係数を一として, 次の問いに答えよ。 6

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