問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

問2において、なぜ物体には下のばねによる弾性力が働いておらず、重力と上のばねによる弾性力のみしか働いていないのですか？ また、Wを求める時、なぜW＝重力による位置エネルギーの変化量+ばねの弾性力による位置エネルギーの変化量という式ができるのですか？ W＝運動エネルギーの変... 続きを読む

20. 固定した2本のばねの間に付けてつり下げた小球 10分 自然の長さば ね定数kの2つの軽いばねを, 質量mの小球の上下に取り付けた。 下側のばねの端 を床に取り付け, 上側のばねの端を手で引き上げた。 重力加速度の大きさをgとする。 LENNE 問1 図1のように, ばねの長さの合計を21にして小球を静止させた。小球の床か らの高さんを表す式として正しいものを,下の ① ~ ⑤ のうちから1つ選べ。 ただ し、2つのばねと小球は同一鉛直線上にあるものとする。 ① l ② 1 3 1- mg_ 2k ① ② ③ 4 2mg k y mg +20 2k ④1- ⑤ 1- 問2 次に、図2のように, 床から測った小球の高さが1になるまで, ばねの上端を ゆっくり引き上げた。 このときのばねの長さの合計y と, 高さんから1まで小球を 引き上げる間に手がした仕事 W を表す式の組合せとして正しいものを,下の①~ ⑥ のうちから1つ選べ。 mg_ 2k +21 mg+20 2k mg+20 mg ⑤ +21 k ⑥ mg_ k mg+20 k 5mg 2k 3mg 2k W 大 k mg(1−h)+(y−1)² —k(21—h)² 2 ².0 > BOSA mg(1-h)+k(y-21)"-k(l-h) k mg(1-h)+(y-21)²—k(1—h)² Subot k mg(1-h)+(y−1)² —k(21—h)² 2 mg(1-h)+k(y-21²-k(l-h)² mg(1-h)+(y-21)²—k(1—h)² 21 y l l l l l l l l l la 図 1 6 l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 図2 rg h E l-h I [2015 本試] y-elℓ

(3)はなぜ解答では最下点を床の位置として計算してるのですか？ 私は問題文の最下点はゴムひもの最大の伸びの位置だと思ったのですが、この最下点とは床のことを意味するのですか？ この場合の最下点がどこまでなのか分かりません。教えてください。

19. 弾性エネルギー 08分 図のように,床に高さ2hのスタンドを置き,質量 が無視できる自然の長さんのゴムひもを点Aに取りつける。ゴムひもの他端に質 量mの小球を取りつけて,点Aから小球を静かにはなすと、小球は鉛直に落下し, 床に衝突せずに再び上昇した。 ここで,ゴムひもの弾性力は,ゴムひもが自然の長さから伸びた場合にのみはた らき,その大きさは自然の長さからの伸びに比例するものとし、その比例定数をk とする。 ただし, 重力加速度の大きさをg とする。 問1 小球が高さんの位置を最初に通過したときの, 小球の速さはいくらか。 正 しいものを次の ① ~ ⑧ のうちから1つ選べ。 2h A Z ゴムひも m

一枚目のオレンジの線がなぜ成り立つかわかりません。 教えて欲しいです！

ATED 形 d 式 147. 摩擦力と力学的エネルギー k (1) √ 1/1 1 kL² m 2μ'mg る位置エネルギーが運動エネルギーに変わり, その運動エネルギーが摩 の力学的エネルギーはその分だけ変化する。 この運動では、弾性力によ ■指針 物体が保存力以外の力 (摩擦力など) から仕事をされると、物体 「解答 2 mvo = -L (2) 2kx² ときの ネルギー保存の法則の x₁= v= m L k Us 水平面上の運動であり、 高さの変化がないため、 重力による位置エネルギ 擦力による仕事によって 0 となる。は考慮する必要がない。 解説 (1) 点Aから左側はなめらかな面なので、 動摩擦力はたら かず,物体の力学的エネルギーは保存される。 求める速さをひとして 手をはなした直後とAの左側をすべっているときとで, 力学的エネル ギー保存の法則の式を立てるとされる。 1/kL²=1/1/2mv² k m (2) 点Aから右側は粗い面なので, その面上を運動するとき, 物体は動 摩擦力を受ける。 動摩擦力の大きさをFとすると,「F'='N」から, F=μ'mg となる。 動摩擦力は運動の向きと逆向きにはたらくので、 物体がすべった距離をxとすると, 動摩擦力がした仕事Wは負とな り,W=-Fx=-μ'mgx 物体の力学的エネルギーの変化は,動摩擦力からされた仕事に等し い。手をはなした直後と静止したときとで,この関係を式で表すと, kL2 0-121kL2=-wimgx x= 2μ'mg 148. 摩擦のある斜面上での運動 朝とエネルギー ばねが自然の長さのと 物体はばねからはな 物体がはじめにもって いた弾性力による位置エ ネルギー 1/12kL2は、動撃 力した仕事によって 0 となる。 力学的エネル ギーの変化は、 130000-12/27kL2と求められる。 200 k

(2)の解説の0－1/2kL^2が成り立つ意味がわかりません。教えてください。

TEP [知識 000000000 165. 摩擦力と力学的エネルギー 水平面上で ばね定数kのばねの一端が固定されている。 ば ねの他端に質量mの物体を押しつけ, 自然の長 さからLの長さだけばねを縮め、静かにはなす 120 A ²2\8.0 と､物体は、ばねが自然の長さになったときにばねからはなれ、点Aを通り過ぎてある 位置で停止した。 図の点Aから左側はなめらかな面であるが, 右側は動摩擦係数が のい面である。重力加速度の大きさを」として,次の各問に答えよ。 (1) 物体がばねからはなれ,点Aから左側を運動しているときの速さを求めよ。 (2) 物体が点Aから静止するまでにすべった距離はいくらか。 [知識] 発展 図 て上 きさ (1) (2) 161000-$√SIN SOL 下

高2の物理です。 運動エネルギーの変化と仕事の関係から のとこの公式見たいのがよくわからないです。

[知識 1010 134. 運動エネルギーと仕事●質量1000kg の自動車が, 速さ 36km/h (=10m/s) で走っ ている。 ある場所で自動車が急ブレーキをかけたところ, 10mの距離をすべって停止し た。 この間, タイヤと路面との間にはたらく動摩擦力は一定であるとする。 TIN (1) タイヤと路面との間の動摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 同じ自動車が72km/hで走ってきて, この場所で同じように急ブレーキをかけた (3) とき, 自動車が停止するまでにすべる距離を求めよ。 4011

教えてください

3. 次の物体の運動エネルギーを求めよ。 (1) 30m/sで飛ぶ200gのボール。 式: (2)72km/hで走る1000kgの自動車。 式: 解答: 4. 質量 2.0kg、 速度 5.0m/s の物体に 5.5Nの一定の力を速度の向きに、物体が 2.0m移動する間加え続けた。 (1) 初めに物体がもっていた運動エネルギー はいくらか。 式: (2) 仕事をされた後の物体の速度はいくらか。 式: 5.0m/s 55.311 解答: 2.0kg 2.0m 解答: 解答: III 5. 図のように, 3階建てのビルの2階の高さのところに, 質量 5.0×10-3kg の 風船が浮かんでいる。 次の①~③の場合について, 風船の重力による位置 エネルギーを求めなさい。 ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 ① 地面の高さ (0m) を基準にしたとき 2階の高さ (4.5m) を基準にしたとき 3階の高さ (7.5m) を基準にしたとき ① 風船 地面から の高さ 3階 7.5m 2階 4.5m 1階 1.5m

教えてください

3. 次の物体の運動エネルギーを求めよ。 (1) 30m/sで飛ぶ200gのボール。 式: (2) 72km/hで走る1000kgの自動車。 式: (2) 仕事をされた後の物体の速度はいくらか。 式: 4. 質量 2.0kg、 速度 5.0m/s の物体に 5.5Nの一定の力を速度の向きに、物体が 2.0m移動する間加え続けた。 (1) 初めに物体がもっていた運動エネルギー はいくらか。 式: 5.0m/s - 75.91 解答: 2.0kg 解答: 2.0m 解答: 解答: 5. 図のように, 3階建てのビルの2階の高さのところに, 質量 5.0×10-3kg の 風船が浮かんでいる。 次の①~③の場合について, 風船の重力による位置 エネルギーを求めなさい。 ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 ① 地面の高さ (0m) を基準にしたとき ② 2階の高さ (4.5m) を基準にしたとき ③ 3階の高さ (7.5m) を基準にしたとき ① ② 3 風船 ..... 地面から の高さ 3階 7.5m 2階 4.5m 1階 1.5m

物理です。3枚目の線を引いた部分の意味が分かりません。なぜ2回目のAとCの接触前のAの温度が90℃になるんですか？

219. 熱量の保存温度がすべて異なる3個の物体 A, B, C がある。 まず, 物体A とCとを接触させたら,物体Aの温度は4度下がり, 物体Cの温度は16度上昇した。 次 に,物体CをAから離して, 物体BとCとを接触させたら, 物体Bの温度は2度上昇し, 物体Cの温度は10度下がって80℃になった。 接触した物体の間でのみ熱のやりとり が行われ,接触後の両物体の温度は等しくなるとする。 LEL.0 (1)さらに物体CをBから離して,物体AとCとを接触させたら,物体Cの温度t は何 ℃になるか。 (2)このように,物体Cを交互にAとBとに接触させていくと, 物体Cの温度はしだいに ある一定の値に近づいた。 は何℃か。 205,206,207 200

物理の問題です。写真の(エ)の問題で私はmgx_2=1k(x_2-L)^2/2と考えましたが、解答は写真の通りでした。私の方法では答えを出すのが困難なため3枚目の写真の通りにやるべきなのでしょうか？

183. ゴムひもによる小球の運動 次の文中の□を埋めよ。 図のように,屋根の端に質量の無視できるゴムひもで小球をつな いだ。小球を屋根の位置まで持ち上げてから,落下させたときの運 動を考える。 ゴムひもの自然の長さはL, 小球の質量はmである。 図のように鉛直方向下向きにx軸をとり, 屋根の位置を原点とする。 使用するゴムひもは, 小球の位置xが x≦L のとき, ゆるんだ状態 となり小球に力を及ぼさない。 一方,x>Lのとき, ゴムひもは伸 びて張力がはたらき, ばね定数kのばねとみなせる。小球は鉛直方向にのみ運動し,地 面への衝突はないものとする。 重力加速度の大きさをgとする。 小球を屋根の位置(x=0) から静かにはなして落下させた。x=L の位置での小球の 速さはアである。 小球にはたらく張力の大きさが重力の大きさと等しい瞬間の位 置を x1 とすると, x=イである。 x = x1 での小球の速さは,v=ウであ る。さらに小球は下降し,最下点に到達した後, 上昇した。 最下点の位置を x2 とすると, X2=エである。 また, 最初に x1 を小球が通過してから最下点を経て、再び xx にも どってくるまでに要した時間はオである。 [18 明治大] 175,176 JostiotutEn II Ahi/ t エ 1-412. I/1. 屋根 -0 x