明日テストです。誰か分かる方助けてください！ 例題20-⑵ 力学的エネルギーとバネの問題が わかりません🙏🙏🙏🙏

ばねによる振動と力学的エネルギー 例題20 ためらかな水平面上の壁に,ばね定数 5.0N/m のばねの一端を固定し,他 →基本問題 132, 標準問題 135 端に質量0.80kg の物体をつける。 ばねが自然の長さとなる点0から物体 を引いて、4.0×10-2m伸ばした点Aで静かにはなすと, 物体は水平面上 4.0×10-2m 00000000 を振動した。次の各間に答えよ。 (1) 点Aにおける物体の弾性力による位置エネルギーは何Jか。 (2) 物体が点0を通過するときの速さは何 m/s か。 (3)ばねの縮みの最大値は何mか。 づ×540.04= a10 2.10 0.106 物体はばねの弾性力だけから仕事をされるの 指針 で,その力学的エネルギーは保存される。 (1) U=→kx? を用いて計算する。 (2) 点0では,ばねが自然の長さであり, 物体の弾性力 による位置エネルギーは0である。 (3)ばねの縮みが最大となる位置では, 物体の速さが 0となり, 運動エネルギーは0となる。 解説 -×5.0×(4.0×10-3)?=Dx0.80×° 2 2 0=0.010 リ=0.10m/s (3) ばねの縮みの最大値をx[m]として, その位置と点 Aとで,力学的エネルギー保存の法則の式を立てると, ×5.0×x=ラ×5.0×(4.0×10-) (1) 弾性力による位置エネルギーU[J]は, x=(4.0×10-2)? x=4.0×10-°m U=-kx?=;×5.0×(4.0×10-)* Advice ばねにつながれた物体の振動では, 振動の中 心で速さが最大, 振動の両端で速さが0となる。 =4.0×10-3J (2) 点Aと点0において, カ学的エネルギー保存の法 則の式を立てると, Dacio

(1)の式をとくとどうしても、 7600c=5224.8になってしまいます。 正しい途中式は7600c=3420です どうすれば3420になりますか？途中式教えて欲しいです🙇‍♀️😭

CY a173! 比熱の測定> 熱容量141J/K の, 図のような熱量計を用いて, 鉄の比熱の測定を行う。はじめ 熱着計に170gの水を入れて温度を測ると, 20.0℃ で安定していた。次に, 100℃ に熱した質量 100gの 鉄球を熱量計に入れ, 静かにかきまぜると, 24.0℃ で安定した。 水の比熱を4.2J/(g·K)とする。 二(1) 鉄の比熱をclJ/(g-K)]として,熱量の保存を表す式をかけ。 →5 水 国20×C×(100-24.6)=((61+(70xそ)×(24,0-20.0) (2)(1)の式を解いてcを求めよ。きう 鉄球 (1の をといて 目の L 7600c -3モ20 CE 0.457 () 熱量計 045J146)

東北大前期　物理2017 第一問の問⑵の回答の写真を添付しましたが、力は同じF1なのに（a）では最大摩擦力、（b）では動摩擦力を考えているのはなぜなのでしょうか？ 僕は「力が最大摩擦力を超えたときに滑り出す」と認識していたので、同じ大きさの力F1なのに最大摩擦力が働いてい... 続きを読む

(愛) 「 平面KからQに抗力の大きさはmg であるから,もろチしか 開1)(a)箱Qと平面Kの間にはたらく静止摩擦力の大 きをとすると,箱Pと箱Qの運動方程式は | 3wn ールMa使んtan! 着P:Mao=Fo-f 「和mから されn 第P、番Qは正わuwt. 0pu : 0% belf fn @ Pe ON ……(答) 超々加えて =OD(U +N) =00 唐後カイ2年初体本が th 対行n )a U+N S > <力は このとき fo_M+m …(答) ……(答) う動くか大対 =-=W 00 ) 平面Kから箱Qにはたらく垂直抗力の大きさは mgであるから,滑らしう ない条件は,fが最大摩擦力 umg を超えないことである。よって umg>f= mao ()··_ brl の大きさを ao' とすると,f=umg であるから,運動方程式は Brl0 周2) (a) F=F,となって箱Qが平面K上を滑り出す直前の箱Pの加速度 f TU n Gy burn-H=,°DIN: d 6urn= ODu : O aとおりKい よって, ao'= μg なので Mp c Fi=Mao'+ umg=μ (M+ m)g …(答) (b)箱Qが平面K上を滑りはじめたとき,箱Qと平面Kの間には大きさ Gaur Amg の動摩擦力がはたらくから,箱Pの運動方程式は Ma,= Fi-μ'mg=μ(M+m)g-μ'mgS (6) (1開 u(M+m)-μ'm g ……(答) =1D: 甘田金 Mさ来ままは) (間 このとき N 平面Kにはたら uM (M+ m) ai u(M+m) - μ'm り上 ………(答) F」 M、= ロー

高2の物理の問題です。 (1)の｢加えた力の仕事｣と、｢重力がした仕事｣って、赤い四角で囲んだ図の矢印だとどの矢印をさしてますか？加えた力の仕事を表してる矢印は、たぶんF0ですよね。重力がした仕事を表してる矢印がどれか全くわからないです。

5. 仕事と力学的エネルギー 51 基本例題20 仕事と仕事率 図のように,傾きの角が30°のなめらかな斜面上 0.50m/s にある質量2.0kg の物体に, 斜面に平行な力を加え, 斜面に沿って一定の速さ0.50m/s で10m引き上 げた。重力加速度の大きさを9.8m/s? とする。 (1) 物体に対して, 加えた力と重力がした仕事はそ れぞれいくらか。当の禁自 向お小 クいは (2) 加えた力の仕事率はいくらか。avm8.0 ちち大の奥時t広重 さ 2.0N 10m 2.0 kg M08 の 30° 解答一定の速さで動くので, 物体が受ける斜面方向 の力はつりあうから,加えた力の大きさ Fo[N]は、 Fo=(2.0×9.8)×sin30°=9.8N 8A1 (1) 加えた力と重力のした仕事をそれぞれ, W(), Wa[J]とする。 加えた力の向きに 10m移動したので, W=Fxから, 垂直抗力 N F。 移動の 向き sin30°1 2 mgsin30% mgcos30° 30° 130° 重力 mg(2.0×9.8N) W=9.8×10=98J 重力とは逆向き(鉛直上向き)に10×sin30°=5.0m移動したので, W=-Fxから, さち高さ am 加えたカ…98 J, 重力…-98J Wa=-(2.0×9.8)×5.0=-98J (別解)重力の斜面方向の分力は移動の向きと逆向きに 9.8Nだから, W=-Fxから, Wa=-9.8×10=-98J 斜面に垂直な方向の分力は仕事をしない mD.0= Jの (2) 加えた力の仕事率 P(W]は, P=Fuから, P=9.8×0.50=4.9W 4.9 W

(2)の③が分かりません 答えは、-9/2Ｐ０V０です

406 Po イX6 4 [図]のように、滑らかに動く軽いピストンを取り付けたシリンダーに、1.0mol の 単原子分子理想気体を閉じ込めて鉛直に立てた。最初、 気体の圧カは大気圧 Po[Pa] と等しく、体積は 1% [m°] であった。この状態を状態Aとする。状態 Aからピストン の固定を解除して、加熱して体積を 41% [m°] にした。この状態を状態Bとする。 さらに、状態Bから、ピストンを固定し体積を 41% [m°] に保ったまま気体を冷却し、 圧力を Po/4 [Pa] にした。この状態を状態Cとする。 その後、ピストンの固定を解除 し、等温変化で体積を 1% [m°] にした。この状態を状態Dとする。重力加速度の大き さをg [m/s?]、気体定数を R [J/(mol»K)] とする。ピストン、シリンダーは断熱性で、 外部との熱のやり取りはないものとする。 T T 大気圧A1 定様を化 V。 W=o [図] Fs W- (1) 状態Aから状態B の過程について以下の問いに答えよ。 の 気体がした仕事を求めよ。 ② 気体の温度上昇を求めよ。 3 気体に与えた熱量を求めよ。 (2) 状態Bから状態Cの過程について以下の問いに答えよ。 の 気体がした仕事を求めよ。 2状態Cでの気体の温度は何Kか。 内部エネルギーの増加量を求めよ。 (3) 状態Aから状態 B、C、 Dへと変化する過程を表すグラフを、縦軸を圧力、横軸を体積として描け。 Q W+U w-pV 3 そR.3V 4voPo - 3Vo Po foV。 4 (6 Bovo 4-4 リーー

(1)の問題です なぜC1とC2は並列になるのでしょうか よろしくお願いします

C. [F], C。 [F] のコンデンサーと V[V] の電 S」 S2 EX V LT町 C. C2 ている。 (1) S, を開いて S。を閉じる。コンデンサーの電 圧はいくらになるか。また,C。の電気量はいくらになるか。 (2) 続いてS, を再び閉じる(S,は閉じたまま)。この後電池を通る電気 量はいくらか。

ここはなんでkQ/xとの差ではなくて、kQ/aをつかうのですか？

次の文中の口に適切な数式または数値を入れよ。ただし,数式は,ko, a, b, x, Q, q *100.〈帯電した導体がつくる電場) のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると,任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。例えば、真空中で点電荷を 中心とする半径rの球面を仮定して考 えれば、点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。そのため, 電 気量q(q>0)の点電荷から出る電気力線の本数nは, 真空中でのクーロンの法則の比例定者 koを用いて,n=ア]と書ける。 図1のように,真空中に半径aの金属球Mがあり, Q(Q>0) の電気量をもつように帯電さ せた。金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さE, 電位Vについて考 える。ただし,電位Vは無限遠方を基準とする。 xこa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心0から放射状に広がると考 えられるため,電場の強さEは, E=イ]とわかる。 また, その点の電位Vは, V=ウ]である。 また,x<a のときは, 導体内部の電位は導体表面の電位と等しく, 導体内部に電気力線 が生じないことから, E=[xエ], V=[オ]となる。 図2のように,内半径6, 外半径Cの金属球殻Nがあり,-Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき,金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように,真空中で,金属球殻Nで金属球Mを囲い,金属球殻Nの中心O' が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。ただし, aくb<c であり,金属球Mの電気量は Q.金属球殻Nの電気量は -Qのままであるとする。このとき,中心Oから距離 x(a<xくb)だけ離れた点における電場の強さ E'は,金属球 M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので, E'=[Xカ]である。また、金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 Vssa は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので、 Vsa=キである。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 Visaを与えればQの電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは、C=[ク である。 金属球殻N 全属球M 図2 図3 図1 (20 関西大) A101 世

（2）のΔl-xになぜなるのかがわかりません

振野り 発展例題 A m 図のように,ばね定数kの軽いばねの下端を固定し, 上端に質量Mの 水平な台Bを取りつけ,その上に質量Mの物体Aをのせた装置がある。 物体Aと台Bを,つりあいの位置を中心に鉛直方向に単振動をさせる。 このとき,物体Aが台Bからはなれることがないとすると, AとBは同 じ単振動をする。重力加速度の大きさをgとして, 次の各間に答えよ。 (1) 装置全体がつっりあいの状態にあるとき,自然長からのばねの縮み 41はいくらか。 (2) 台Bとともに単振動をしている, 物体Aの加速度aはいくらか。鉛直上向きを正, Aのつりあいの位置からの変位をxとして,加速度aをxの関数として表せ。 (3) 台Bが物体Aを押す力げを, Aのつりあいの位置からの変位xの関数として表せ。 (4)台Bが最高点に達したとき, 台Bが物体Aを押すカ子がちょうど0になったとする。 このときの単振動の振幅 ro を, M, m, k, gを用いて表せ。 (5)台Bをつりあいの位置から/2 ro だけ押し下げ, 静かにはなすと, 物体Aは, つり あいの位置からの変位がx, のところで台Bからはなれた。変位x1,およびそのとき の物体Aの速さを, M, m, k, gを用いてそれぞれ表せ。 B M k (京都産業大 改) (3) Aが受ける力は, 図の ように示される。 Aの運動 Af A (1) 装置全体について, 力のつり 指針 あいの式を立てる。 (2) A, Bが一体となって運動しているので, A とBを一体とみなして運動方程式を立てる。 (3)(4) Aにはたらく力を考え, Aについての運 動方程式から,カfを求める。(4)では, (3)の 結果を利用する。 (5) AがBからはなれるのは, f==0のときであ る。また,単振動におけるエネルギー保存の法 則では,運動エネルギーと復元力による位置エ ネルギーの和は一定である。復元力による位置 エネルギーは,つりあいの位置からの変位xを 用いて, kx?/2 と表される。 解説 方程式を立てると, B mg ma=f-mg f=m(g+a) S k m(g-M+m*) (4) このとき,Aは振動の端に達しており, (3) の式でx=roのとき, f=0になったと考えら れる。 0=m(g-M+m) k M+m ro= k (5) AがBからはなれるのは, f=0になるとき である。(4)の結果から, 変位x, は, (1) 装置全体 の力のつりあいから, kAl-(M+m)g=0 ARAI A M+m k X」=ro= B mg Mg はなれたときのA, Bの速さをvとする。 Bを V2 ro だけ押し下げてはなした直後と, AとB がはなれるときとでは, AとBの単振動のエネ ルギーの和は保存される。単振動におけるエネ ルギー保存の法則を用いると, A= M+m k (2) AとBを一体とみなす と,変位xのときに受ける 力は,図のように示される。 一体とした運動方程式を立 k(A1-x) A B mg Mgと ら(Z r=kx+(M+m)が てると, (M+m)a=k(4lーx)- (M+m)g X,と roに値を代入して, ひを求めると、 kAl-(M+m)g=0を用いて, a=- k M+m g リ= M+m k 第1章一

x=2.0sin0.40tの単振動を求めてる問題です。 (2)正の向きに最大になるときの変位x1(m)と加速度a1(m/s²)を求めよ (3)正の向きに最大になるときの変位x2(m)と速度v2を求めよ。 この2つの問題がわかりません。教えてください。

この二つの問題はなにが違うんですか？

;2,03 [0e) 17. [フォローアップドリル物理原子編 問題5] 次の核反応で解放されるエネルギー E(MeV] を求めよ。 H+ H→ He + n 2.0 × 10°(Meり ただし,1u=1.66×10-27 kg, 真空中の光の速さをc=3.0×10°m/s, 電気素量を e=1.6×10-19 C,/H, }H, SHe 原子核,中性子n の質量をそれぞれ2.0136 u, 3.0155 u, 4.0015 u, 1.0087uとする。 (2.0136 +3.0155 )- (4.0015 +11,0087) 0.089 u eF: mc' E=_mc? e 0、0189× 1,66xro7 29 3,13 10 9 10% 0.031374X (0°7) 16 109 -29 、3,13× 10 17.6 x{0° 1,8×10eu 10×10[mev) 18Che)