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物理 高校生

(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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物理 高校生

問3番でなぜBから受ける垂直抗力を考慮しないのかがわかりません。レールと台は一体とみなすのではないのですか? お答えいただけると幸いです!! よろしくお願いします🤲

いに答えなさい。重力加速度の大きさをgとする。 1 図1のように、質量(mの直方体の台が、 なめらかで水平な床の上に置かれている。台の 上面と側面には、 それぞれ水平および鉛直方向 にレールが固定されている。台には大きさの無 視できる滑車も図1のようにつけられている。 上面に質量mのおもり A, 側面に質量2mの おもりBを,それぞれレール上に設置し、両者 を軽い糸で結び、糸が張った状態で滑車にかけ た。ここでおもりは, レールに沿ってなめらか に動く仕組みになっており, レールから離れる ことはない。レールと滑車の質量は無視できる。おもりとレールの間, 台と床の問, 糸と滑車の間に摩擦は はたらかない。常に糸が張った状態でおもりは運動し,おもりは台の端や床に到達しないものとする。 はじめに,おもりAとBを静かに放すと同時に, 台が動かないように水平方向に一定の大きさの力を台に 加えた。その後の運動を考える。 問1 おもりAとBの間の糸にはたらく張力の大きさと,おもりBの加速度の大きさを求めなさい。 問2 おもりBがはじめの位置から距離のだけ落下したときの, おもりAの運動エネルギーを求めなさい。 問3 台が動かないように, 台に加えている水平方向の力の大きさを求めなさい。 つぎに,台が自由に床の上を動ける状態で、おもりAとBを時刻0 で静かに放した。その後の運動を考え レール 滑車 2mB 4m …レール 床 図1 る。 間4 おもりAとBの間の糸にはたらく張力の大きさを求めなさい。 問5 時刻t(t>0) におけるおもり A, おもり B,および台の, 床から見た速さをそれぞれ求めなさい。 問6 運動をはじめてからある時間が経過したとき, おもりAの重心の位置が, 床から見てはじめの位置か ら距離Lだけ移動した。この問に,台の重心の位置が,床から見て移動した距離を求めなさい。 の大気

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物理 高校生

(1)で分子が1回の衝突で受ける力積が負になる理由が分かりません。後➖前で受ける力積が正で与える方が負にならないんですか?

ダーがあり,このシリンダーに単原子分子 N個か ピストン 3 図のように,断熱材で作られた直方体のシリン らなる理想気体が閉じこめられている。1分子の 質量をm (kg)とする。ある分子の速さを[pd/s] とし,この系の状態を分子運動の立場から考える。 シリンダーの断面積はL'[m]であり, ピストン はシリンダー内をなめらかに動く。気体分子は器壁と完全弾性衝突をする。ただし, 分 子の数 Nは十分大きく,ある物理量aの交個の分子についての平均値をくa》と表す ものとし,ボルツマン定数をR (J/K} とする。なお,kは1分子当たりの気体定数に等 シリンダー しい。 [1) ピストンがシリンダーの底から長さ L[m]のところで静止し, 系は熱平衡の状態に ある。ピストンに垂直な右向きにx軸をとり,分子のx方向の速度成分をv, と表す。 (1) ピストンに衝突する1個の分子を考える。1回の衝突でこの分子がピストンに与 える力積を m, v,を用いて表せ。 (2) この分子が1秒間にピストンに衝突する回数 f,もv, Lを用いて表せ。ただし, 分子どうしの衝突は無視できるものとする。 (3) この系の圧助 P{Pa) を N, m, <v?>, Vを用いて表せ。 ただし, V=L° とす R V (re る。 (4) この系の内部エネルギーU[J]を系の絶対温度T{K)および N, )k を用いて表せ。 (2) 次に,ピストンを速ざ vo[m/s)でxの正の向きにゆっくりと移動させる。 (5) ピストンに衝突する「個の分子を考える。1回の衝突によるこの分子の運動エネ ルギーの変化量はいくらか, m, v, voを用いて表せ。ただし, #oがu。に比べ十 分小さいためvo の項は無視できるものとする。 (6) このとき,系の温度の単位時間当たりの変化量 4才を(温度す, 体積Vおよび単 位時間当たりの体積変化量 AVを用いて表すと 27 vV 4T=- となることを示せ。ただし,AV=Lvとする。 また, voがかに比べ十分小さいた め,f。の変化は無視できるものとする。 /万子が1回の衝突さ受る様は 3 一 () +2mue (-mux)-(mvx): -2mlx ;ピストンに与スるカ積は 作用及用の活則まり 2mじx [Ms] 3 2 22 い。 (m Nm<r's MalA p: 3T PT: nRT 4) PIIVYU)

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物理 高校生

物理の力学です。 画像の(イ)の部分で位置エネルギーは考慮しないのですか?

2(ma+ma)9h 2021年度 の中に入れるべき正しい答を解答群の中から選び,その番号を解答用マークシート 次の問題の口 の指定された欄にマークしなさい。(34点) 図1に示すように, 水平面に対して角度0[rad] だけ傾いたなめらかな斜面上に台車Aと台車Bがあ る。台車Aは斜面上を動かないよう手で支えられて いる。また,台車Bは斜面上の壁に下端が固定され たばねの上端に取り付けられ, つりあって静止して いる。台車Aは斜面上の台車Bよりも上の位置にあ り,高低差はh[m] である。以下の問いでは, 台車 Aと台車Bの大きさ, ばねの質量は無視できるもの とする。また, 台車Aの質量はMA [kg], 台車Bの 質量は ms (kg), ばね定数はk[N/m), 重力加速度の大きさをg [m/s°] とする。 (1) 台車Aから静かに手をはなすと台車Aが台車Bに衝突した。台車Aが台車Bに衝突する直前の台車Aの 速度の大きさは口(7) ] [m/s] である。台車Aと台車Bが完全非弾性衝突し, 台車Aと台車Bは一体とな り運動を続けたとする。このとき, 衝突によって台車Aおよび台車Bの力学的エネルギーは(イ) )だ け失われる。一体となった台車は,斜面上で単振動をした。衝突の瞬間から単振動の半分の周期だけ時間 が経過したとき, ばねは自然長から(ウ)] [m] だけ縮んでいる。 単振動したときの最高点がばねの自然 長での位置と一致するとき, hは [m/s] である。 台車A h 台車B ばね定数と 水平面 本すダラ 図1 (エ) [m]と表せる。また, 台車の速度の大きさの最大値は () (ア)の解答群 0 gh 1 2gh gh 3 2gh Vg 2 2 4 V2 (イ)の解答群 MA? -gh MA+mB MAMB 2mama 2ma 0 1 gh 2 MA+mg 2 3 gh Ma+mB 46- ma+mB MA? 2(ma+ma)9h 2mgsin0 MAMB 4 5 6 2 MA MAMB 4(ma+ma)9h (ma+ma)gsin@ 7 4(ma+ma)9h (ウ)の解答群 magsin0 k 2(ma+ms)gsine 0 1 2 k k 3 k (2ma+ms)gsin@ 5 (ma+2ms)gsine k 2(ms-ma)gsin0 4 k 6 k (2ms-ma)gsin@ 7 k (エ)の解答群 mg(ma+mg)(ma+2ms)gsin°e ma(ma+ma)(2mat ma)..gsin'0 0 mA 2k 1 MA ma(ma+ma)(ma-2ms).gsin'0 ma(ma+ma)(2ma-ma).gsin'0 2k 2 m。 2k 3 MA 2k ma(ma+ms)(ma+ms).gsin'e ma(ma+ma)(ma-ーma).gsin'0 4 MA" 4k 5 MA ma(ma+ma)(2mg-ma).gsin°0 7 4k ma(mia+ma)(ma--ma).gsin°0 6 MA' 4k MA 4k (オ)の解答群 mA gsin@ Vk 0 1 MatmB mB-MA k k -gsin@ 2 gsin0 MA matmB k 3 2。 -gsin@ 4 2, gsin@ mB-MA 2, k 5 k gsin@ 2mat me 6 2mB-mA 7 k -gsin@ -gsin@ k

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物理 高校生

アがなぜ反時計回りになるか分かりません コイルは時計回りに巻かれてて、Aの方が高電位だから時計回りに電流を流そうとしているんじゃないですか?

問3 次の文章は,図8の結果から落下中の磁石の向きを推定する過程を述べた に入れる語句の組合せとして B 図7のように, アクリルバイプを鉛直に立て, その下端付近にコイルを設置」 た。コイルは、端子Aから端子Bへ上から見て時計回りに巻かれている プの上端付近で円柱状の磁石を静かに放し落下させ、コイルの端子Bを基海」 した端子Aの電位(電圧)1/をオシロスコープで観察する。磁石の上面がコィ。 の上端に達するまでの落下距離をhとする。h=30 cm のときの結果は、図。。 ようになった。ただし, 時間軸の原点は V=100 mVになった瞬間に設定さ ものである。文章中の空欄 ア ウ 最も適当なものを,下の0~®のうちから一つ選べ。 3 図8では,山が最初に現れることから,磁石がコイルに近づいてきたとき 端子Aの電位が端子Bの電位より高くなったことがわかる。このとき,コ イルには上から見て アの電流を流そうとする向きに誘導起電力が生じ ている。 ていた。それは,コイルを上から下に貫く磁束が ィしたからである。 磁石 したがって、磁石が ウ を下にして近づいてきたことがわかる。 10mm 得しい中ーう ア イ ウ アクリルバイプ h 時計回り 増加 N極 時計回り 増加 S極 時計回り 減少 N極 増子 コイル 10mm 時計回り 減少 端子B: 反時計回り 増加 N極 (そ。 反時計回り 増加 S極 図 7 反時計回り 減少 N極 反時計回り 減少 S極 V(mV) 200 > F-ma tCms) 30 -20 100 10 20 30 -100 -200 (9(3) 学 Z

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物理 高校生

相対速度 1枚目でベルト上での加速度と床から見たときの加速度が変わるのかな、変わらないかな、ってすごい迷ってしまいました、、、 3枚目(14、大変見づらい写真ですみません。。右下に問題、右上と左が解説です。) この問題と1枚目の写真での考え方の違いがふわふわしています、... 続きを読む

物 理 解答番号 1 22 第1問 次の問い(問1~5)に答えよ。 (配点 25) 問1 図1のように, 水平にベルトが運動するように十分に長いベルトコンベアを 床に固定し,ベルト上に小物体を置く。ベルトが右向きに一定の速さVで動 oいている状態で, 小物体をはじいてベルトに対して右向きに大きさぃの相対速 籍に考しすぎない。 つ度を瞬間的に与えたところ, 小物体はやがてベルトに対して静止した。 小物体 をはじいてから小物体がベルトに対して静止するまでの, 床から見た小物体の 移動距離として正しいものを, 下の①~③のうちから一つ選べ。 ただし, 小 物体とベルトとの間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとし, 小物体 の運動にかかわらずベルトは一定の速さVで運動し続けるものとする。 1 -V:n 0--ト V. 0-9-2階7 0.12 510.% 図 1 2 v? 0 24g UV 24g 24g ひ(ひ+2V) (ひ+V)? の 24g 0(20+V) 6 24g 24g V(v+2V) V(2v+V) 0 24g 24g X- 2nv 2。 42)

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