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理科

中学生

解決済み

3年以上前

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図1. 図2の方法で、荷物をゆっくり図1 定の速さで30cm 持ち上げた｡滑車とロープの重さや摩擦は考えないものとする。 (1) 図1の荷物の重さは25Nである。 ① このとき、人がロープを引いた力の大きさは何だか。 ② このとき, 荷物が受けている力の合力の大きさは何か。このとき, 人がした仕事は何か。 30cm XX 2 30cm1 (2) 図2の荷物の重さは48Nである。 ① このとき、人がロープを引いた力の大きさは何か。 ② このとき, 人がロープを引いた距離は何cmか。 (3) 図2の方法で持ち上げた結果, 荷物のもつエネルギーがどのように変化したか。力学的エネルギーの種類を表す語を用いて, 変化の大きさがわかるように、具体的な数値を用いて書きなさい｡ (4) 月面上において、図2の方法で持ち上げるのに4秒かかったとする。このとき, 人の仕事率は何Wか。計算式と答えを書きなさい。ただし、月面上の重力は地球上の1/3とする。 75 (1) (2) (2) (3) {{34)10点, 他5点) 25N 答え 7.5J 25N 30cm 745

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桃夏

3年以上前

(1)
① 25N
② 0N
重力25N(下向き) ひもが引く力25N(上向き)
一直線上で大きさ等しく向きが逆なので
25-25=0(N)
③ 25(N)×0.3(m)=7.5(J)
(2) 動滑車を使うと、
引く力は半分、引く距離は2倍になります。
① 48(N)÷2=24(N)
② 30(cm)×2=60(cm)
(3) 『床にあるときは高さが0cmなので位置エネルギーは0Nで、ひもを引くと高さが増えるので位置エネルギーは増加し、30cmの高さになったとき、位置エネルギーは14.4Jになる。』
【解説】
(2)の①②より、24(N)×0.6(m)=14.4(J)の仕事をしています。物体に対して仕事をすると、その仕事分のエネルギーが増えます。
(3) 重力が6分の1になるので引く力も6分の1になります。
・引く力 24(N)÷6=4(N)
・引く距離は変化なし 0.6(m)
・仕事 4(N)×0.6(m)=2.4(J)
・仕事率(W)=仕事(J)÷時間(s) なので
2.4(J)÷4(s)=0.6(W) です。