(3)は、0.250mであっていますか？ (1)と(2)の答えはあっています！

■2 ばね A, B, C,D,E,F,G を次の図のようにつなぎ、質量/mのおもりを吊り下げた。すべ てのばねは同じばねである。 まず、このばねに m とは異なる 0.500kg のおもりを吊るすと、ば ねは 0.250m のびる。 重力加速度を g = 9.80m/s2 として以下の問いに答えよ。 途中式を書く こと。 (1) これらのばねのばね定数を求めよ。 xx-mg=0 k= 0.5×98 0.250 kx=mg k=19.6 k mg x 19.6N/m (2) A のばねは図の状態で 0.120m のびて静 止した。 おもりの質量を求めよ。 Dと同じだけのびる mg A T(=mg) T (= mg) B k= 19.6 mg xx=mg 有効数字 19.6×0.120=mx9.8 9.80=2,352 m=0.24 (3) B のばねののびを答えよ。 0.240624 (0.24kg) 0.250m (4) C.D のばねに吊り下がっているおもりは 何m下がるか。 (5) E のばねののびを求めよ。 m eeee ☐ D 0000 m elle m m m

人が棒から受ける垂直抗力と、その反作用については考えなくてもよいのですか？どうしてですか？

8 力のモーメント ( すべる条件) Po 11/22 出題パターン S[m]〕 ―合力が 浮力 力のしくみ なめらかで鉛直な壁の前方6mのところから、 長さ10m 質量 M 〔kg〕 の一様なはしごが壁に 立てかけられてある。重力加速度の大きさをg 壁 〔m/s2〕 とし,床とはしごとの間の静止摩擦係数 =1/2とする。 A B 上向きの いま、このはしごを質量 5M 〔kg〕 の人が登り 始めた。この人はどこまで登りうるか。 床 解答のポイント! ST 力のつりあいの式の数) < (未知数の数) のとき, 未知数を求めるために力の モーメントのつりあいの式も必要になる。 棒の重心は、棒の中央である。 う。 解法 あいで、 図2-16のように, 人が下端から1〔m〕 ま AK で登ったとき, はしごの下端がすべる直前と N ずらす N' X て なり,摩擦力が最大静止摩擦力μN=12 N 1-SE になったと考える。 力のつりあいの式より, 5Mg 8 x: N' =1/ N Mg y: N = Mg +5Mg 立のたの Sg ここで,未知数の数はN,N', lの3つ に対し,式の数は2つしかない。 ずらす 2N 4 よって、力のモーメントのつりあいの式の 立て方3ステップに入る。た 0 B Mg 5 5Mg STEP1 支点は力の集中するB点。 図2-16 STEP2 各力の作用線に「うで」を下ろす。 STEP3 力のモーメントのつりあいの式より、各力をうでの位置までずら して,

この問題の比熱が求められないので教えてください

2 熱と仕事 (p.132~133) 粒状の金属 2.0kg を詰めた袋がある。 この袋を, 高さ1.0mの位置からくり返し50 回落下させたところ, 金属の温度が1.4℃上昇した。 この金属の熱容量 C[J/K] と 比熱 c[J/ (g・K)] を求めよ。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とし, 落下する際に重 力がする仕事はすべて金属の温度上昇に使われたとする。 空気の抵抗は無視する。

オとカにについてです。 なぜ終端速度の時は等速度になるのでしょうか？教えてください

126 19 電子と光 ☆必解 149. <ミリカンの実験〉 次の文中の空欄 ア~カに当てはまる式を答えよ。 空欄には数値を有効数字2桁で記入せよ。 ただし, 重力加速度の大きさを g 〔m/s'], プランク定数をん 〔J•s]. 光の速さをc [m/s] とする。 電気素量を図の装置で測定することを考えよう。 イオン化 するために必要な電離エネルギーがU [J] の中性原子は, 外 光源 部から照射される波長入 〔m〕の光子と衝突すると 微粒子 噴射器 顕微鏡 [m] のとき,電子を放出して正のイオンとなる。 イオンや電子が生成される空間 中に微粒子を噴射すると,微粒子は帯電して電場による力と重力を受けて運動する。光源か ら可視光を照射すれば,光を散乱する微粒子の運動を顕微鏡で観測することができる。 強さがE[V/m〕 の電場の中で電気量g [C] (g>0) の微粒子が受ける力の大きさはイ 〔N〕である。微粒子の質量がm 〔kg〕 であるとき, 電場によって微粒子を静止させるために は、電場の向きを鉛直上向きとし, 強さをウ 〔V/m〕 とする必要がある。 鉛直上向きの電場の強さを Eì 〔V/m〕 に調節して質量m 〔kg〕の微粒子を上昇させた。微 粒子が空気中を速さ” [m/s] で運動するとき, 比例定数をk [N•s/m〕 として大きさんの空 気による抵抗力を受ける。 微粒子の加速度は鉛直上向きを正としてエ 〔m/s2] となる。 また,微粒子が十分な距離を運動した後の終端速度の大きさ v1 〔m/s] は, v = [m/s] と求められる。ここで電場の強さを0にすると微粒子は自由落下を始める。 十分な距離を落 下運動した後の終端速度の大きさv2 [m/s] を測定すれば, 微粒子の質量がわからなくて も測定したvv2 を用いて微粒子の電気量を g= [C] と求めることができる。 このようにして4回測定を行ったところ, 観測された電気量は3.1×10 -19C, 4.7×10-1C, 8.0×10-1C, 1.11×10 -18Cであった。 これらの測定値,および測定値の差は電気素量の整 数倍である。また,電気素量の値は 1.0×10 -1℃以上であることが知られている。 以上より, 得られた測定値から電気素量を有効数字2桁で求めると キ C となる。 〔19 同志社大 〕 必解 150. 〈光電効果〉

どうして初速度のところに16が入っているのか教えてください

例題2 加速度直線運動の式 場合 速さ 10.0m/sで進んでいた自動車が一定の加速度で速さを増し, 3.0秒後 に 16.0m/sの速さになった。 15 (1) このときの加速度の大きさを求めよ。 (2) 自動車が加速している間に進んだ距離を求めよ。 (3)こののち自動車が急ブレーキをかけて,一定の加速度で減速し, 40m 進んで停止した。 このときの加速度の向きと大きさを求めよ。 指針 初速度の向きを正とおいて,速度や加速度の符号に注意して式に代入する。 解 (1) 加速度を a [m/s2] とする。 「v=vo + at」 (p.32 (16) 式) より 16.0 10.0 + α × 3.0 = よって a= 2.0m/s2 (2)進んだ距離を x[m]とする。「x=vot+1/23af」(p.32(17)式)より 1 2 x = 10.0 × 3.0 + × 2.0 × 3.02 よって x = 39m (3)加速度を α' [m/s2] とする。 「v2-vo2 = 2ax」 (p.32 (18)式) より 7016.03=2a′ × 40 よって a'= -3.2m/s2 ゆえに、運動の向きと逆向きに大きさ3.2m/s2 「停止した」 →最終的な速度は 0

電磁誘導 （１）なぜAからBじゃないんですか？

大 129* 金属棒を間隔L [m] で平行に並べて レールをつくり、水平面に対して傾斜角0 で設置した。レールの下端 a, b は抵抗値 R[Ω]の抵抗でつないである。 一様な磁束 密度 B〔T]の磁場を鉛直下向きにかけた状 態で,質量 m〔kg〕 の金属棒をレールの上 a B. 1 L R b 水平面 に水平に静かに置いた。 棒とレールとの摩擦と電気抵抗とは無視でき, 棒はレールに対して常に直交しているものとする。 重力加速度をg 〔m/s2] とする。 棒が滑り下りるとき,抵抗に流れる電流の向きは,図中の a→b と b→a のどちらか。 (2)棒が速さu [m/s]で動いているとき,抵抗に流れる電流の大きさを 求めよ。 (3) 十分に時間が経過した後の棒の速さを求めよ。 このとき,棒はレー (3) ル上にあるものとする。 (4) (3)の状態のとき,抵抗で単位時間あたり発生する熱エネルギーQ と重力が棒にする仕事率Pとの比を求めよ。 (熊木)

この問題の解説の波線部分がわかりません。どうやってこの式にするのか、教えてください。

集中特講 力学的エネルギー Op.70~p.71 143 2.8m/s 解説 小球が受ける力は重力のみであるから, 力学的エネル ギー保存の法則を用いる。 点Bを重力による位置エネルギーの基準とすると,点 A, B における, 小球の運動エネルギーK〔J〕と重力によ る位置エネルギーU [J]は次の表のとおりである。 位置 K[J] A0J 0.0 B 点B 1/2×2.0kg×2 U[J] 2.0kg×9.8m/s2 × 0.40m OJ W 力学的エネルギー保存の法則から,点Aと点Bの力学 的エネルギーは等しく, 0J+2.0kg×9.8m/s2x0.40m=1×2.0kg×2+0J v2 = 2.0×9.8×0.400+ (zm0. 0.0.0. 木工) 2 40.0x =2.0x (7.02×0.20) x 0.40 力の大き =7.0×0.402=(7.0×0.40)2=2.82 >0m/sより.v=2.8m/s =400=de.+0.1 0.1 mƐa.0 asa.0= a.I

図では重力と運動方向が垂直になると思うのですが、仕事は行われるのですか？

例題 17 力学的エネルギー保存則 図のようになめらかな水平面上の点A を速さ 7.0m/sで通過した小球が,なめら かな曲面をすべり上がった。 小球が達する 最高点Bの高さん [m] を求めよ。 重力加速 0 度の大きさを 9.8m/s2 とする。 7.0m/s 10 指針 垂直抗力は常に小球の運動の向きに対して垂直にはたらくので,仕事をしない。 よって、 力学的エネルギー保存則が成りたつ。最高点 B では,小球の速さは0である。 い 15 解 Step 1 小球には重力 (保存力) と垂直抗力がはたらく。この運動では、垂 直抗力は仕事をしないので, 力学的エネルギー保存則が成りたつ。 Step 2 小球の質量をm[kg] とおき, 点Aの高さを重力による位置エネル ギーの基準とする。 点 運動 エネルギー 重力による 位置エネルギー 15 A 72 1/2m² m×7.02 0 20 各点での運動エネルギーと重力による 位置エネルギーは、表のようになる。 Step 3 点と点Bの間での力学的エ ネルギー保存則より B 0 m×9.8×h 1/12mx7.02+0=0+mx9.8×h よってh= 2.5m 25

（1）で、なぜ運動方程式が出てくるのか Fに代入した値-12になぜマイナスがついているのか （2）でsinωtとなったときに2.0を代入しないのはなぜか （3）で、v=Awという式はv=Aωcosωtではないのはなぜ これらを教えていただきたいです。

ロ 基本例題31 単振動の式 図のように、質量 1.0kgの物体が,原点Oを中心と して,x軸上で振幅5.0mの単振動をしている。 Q 12 N P x=3.0mの点Pにあるとき, 物体は12Nの力を受け -0.500 ているとする。 (1) 単振動の角振動数と周期を求めよ。 3.0 x[m] 基本問題 224,225, 226,227 Safe 小球 ■ 指針 を復元力として をする。 手をはな 振動の周期は、 T=2nv m とま K Kはばね定数に 解説 (1) (2)物体が点Pにあるとき,その速さはいくらか。 6138 (3) 振動の中心を通過するとき,物体の速さはいくらか。 (4)物体がx=-0.50mの点Qにあるときの加速度を求めよ。 (5) 物体の加速度の大きさの最大値はいくらか。 指針 単振動の基本式を用いて計算する。 (1) 運動方程式 「F=-mw'x」 から角振動数 を求め, 「T=2π/w」 から周期を計算する。 (2) (3) x=Asinwt」 を用いて sinwt を求め, coswt を計算し, 速度を示す式 「v=Awcoswt」 から算出する。 また, 振動の中心では速さが最 大になる。 (4)(5) 「a=-ω'x」 を用いる。 加速度の大きさ が最大となるのは,振動の両端である。 向 4 a sin wt+cos2wt=1から, coswt=± 点Pでの速さは, v=Awcoswt|=5.0×2.0× =8.0m/s 5 (3) 振動の中心では,物体の速さが最大になる。 v=Aw=5.0×2.0=10m/s (4) 加速度と変位の関係式 「α=-ω'x」 を用い ると, a=-2.02×(-0.50)=2.0m/s20 00000000 基本例題 長さん とする。 解説 (1) 運動方程式「F=mw'x」 に, 点Pでの値を代入すると, -12=-1.0×w2×3.0 右向きに 2.0m/s' (5) 振動の両端で加速度の大きさが最大となる。 a=Aw²=5.0×2.02=20m/s2 (1)電 たとき w2=4.0 w = 2.0rad/s 周期は, 2π 2π T= == 3.14 3.1s w 2.0 (2) 変位 x を表す式 「x=Asinwt」 から, 3 3.0=5.0sinwt sinwt= Point 単振動の特徴 単振動において,振動の中心では,速さが最大, 加速度および復元力の大きさが0となる。また, 振動の両端では,速さが 0, 加速度および復元 力の大きさが最大となる。 (2) (1) (3) 次 一定 動 5 0 基本例題32 鉛直ばね振り子 (4) (

密度はどうやって計算すれば出て来ますか？

重要 POINT 浮力 浮力 流体(液体や気体) 中にある物体が流体から受ける鉛直上向きの力。 浮力の大きさ F〔N〕は,物体が排除してい ある流体の重さに等しい (アルキメデスの原理)。 F=pVg [kg/m3] 流体の密度 V[m] 流体中の物体の体積g[m/s']:重力加速度の大きさ 9.8 例題 35 体積 5.0×10-m² の金属球が水中に完全に沈んでいる。 この金属球にはたらく浮力の大きさは何N か。 解 FpVg から, 求める浮力の大きさ F〔N〕は, F=1.0×10°kg/m°×5.0×10-4mx nx [98] m/s2=49×10"-N=4.9N 答 4.9N