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物理 高校生

ア~エに入る式の求め方教えてください

基本例題 21 糸でつながれた2物体の運動 質量Mの物体Pを滑らかで水平な机の上に置き, 物体に軽い糸を付けた。 そして, 机の端に固定した軽 い滑車を通して他端に質量mのおもり Q をつるして 手ばなした (図1)。 以下, AさんとBさんの会話の 空欄①~④には語群から適語を選び, (ア) (オ)に は適当な式を入れよ。 重力加速度の大きさをg とする。 図1 A:物体の運動は、 まず物体にはたらく力の図示から だね。 軽い糸は滑車にかかっていない部分と滑車 にかかっている部分で3分割してあるよ (糸 I, 糸ⅡI, 糸ⅢI)。 P B: 物体PとおもりQに重力以外の力がはたらくのは, 2物体が接触しているところだから,図2の○を作 用点として力がはたらくことになるね。 糸ⅡIの両 図2 端はそれぞれ糸 I, 糸ⅢIと接触し, 糸ⅡIの真ん中 にある○は,滑車と接触している代表点を示しているよ。 A:Pにはたらく ( ① ) と ( ② ) はつり合っているから,Pにはたらく (③)でPは水平方向に加速度運動することになるね。 (③)の大きさ を T, 加速度の大きさをαとして, Pの運動方程式を書くと (ア) … (i) となるよ。 糸Iの運動方程式はどうなるんだろう。 B: 糸Iの左側にはたらく力は ( ③ ) と ( ④ ) の関係にあるから, その大 きさはTで,糸Iの右側にはたらく力の大きさをTとして糸Iの運動方程式 を考えると・・・ああ、そうか! 糸Iは軽い糸だから質量0と考えると運動方 程式は,0×α = (イ)となって, T' = Tになるんだね。 A: 定滑車は糸に沿った方向にはたらく力について, その大きさは変えずに,向き だけを変えるはたらきをもつから, 糸ⅡIの両端にはたらく力は糸 I での考察と 同じで等しくなるね。 でも, 糸ⅡIの両端にはたらく2力だけでは力はつり合わ ないよ。 B:ほら,滑車から受ける力があるじゃない。 滑車から受ける力の大きさをTで表 すと, となって, 糸ⅡIの両端にはたらく2力とつり合うよ。 A : 本当だ! おもりQの運動方程式は, ( ) ….. (ii) になるから, (i), (i) 式から加速度の大きさを求めると, (オ)になるんだね。 【語群】 重力, 垂直抗力, 張力, つり合いの2力、 作用・反作用の2力 M 物体 P T 糸 Ⅰ 滑車 滑車 おもり Q m 糸 ⅡI og 糸Ⅲ

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物理 高校生

(5)を少し変えた問題で、小物体が点OからPまで運動する間に、重力がした仕事と弾性力がしたら仕事の求め方を教えてほしいです🙇‍♂️

II. 図 5-2 のように, ばね定数kの軽いばねの一端を天井に固定し、他端に質量mの小物体を付 けて鉛直につるして静止させた。このときの小物体の位置を点Oとし,重力加速度の大きさをg とする。 26 (201²- 260² kasug S TE 自然長 ing P 図 5-2 T 1 1 1 1 1 1 Ik qa². ='ha ² 2k40²- žlhaz IS 1 2 kaz Elaz O (3) 点0の位置のばねの自然長からの伸びをaとする。 a を m, k, gで表せ。 うに うに うに 次に, 小物体に手で力を加えて点Oから4だけ下の点P まで引き下げた後に, 点P で静かに手 を放した。 以下の問いでは, 立式にaを用いてもよいが、 最後の答えはm, k, g から必要な文字 学的エネルギーの変化 を用いて表せ。 小物体を点OからPまで引き下げる間に手がした仕事を求めよ。 (5) 小物体が点Pから0まで運動する間に,重力がした仕事と弾性力がした仕事を求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて, 小物体が点Oを通過する瞬間の速さを求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて、 小物体が達する最高点におけるばねの自然長か らの伸び (縮み) を求めよ。

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物理 高校生

熱力学です🙇‍♀️🙇‍♀️ 私の考えではなぜダメなのかわからないので教えて欲しいです。 また、正しいやり方も教えていただけると助かります🥲

類2 について、 A) Q = √²+WV +T WV Q-00' B) Q = AUB - (0-00²) △DB=20-△び 何故ダメ? 右の図のように,容器の中をピストンで2つ 閉じ込められていて、ピストンは容器内を A, B に区切る。 いずれの部屋にも気 A なめらかに動くことができる。 また, 容器の壁 00000 ンピストンは熱を通さない。部屋Aにつけられ 加熱装置をはたらかせて熱量Qを与えると, 部屋Aの気体の内部エネルギーは 〝加熱装置 だけ変化した。 この変化について,次の問いに答えよ。 部屋Aの気体がピストンを通じて部屋Bの気体にした仕事Wはいくらか。 部屋Bの気体の内部エネルギーはいくら変化したか。 2 (12) それぞれの部屋の気体について、 熱力学第1法則を用いる。 Oft では、部屋Bの気体がされた仕事はWに等しい。 (1) 部屋Aの気体について, 熱力学第1法則より、 Q=4U+W よって, W=Q-AU (2) 部屋Bの気体がされた仕事はWに等しい。 部屋Bの気体には熱が加えら れていないので,熱力学第1法則において, 加えられた熱量は0である。 部 屋Bの気体の内部エネルギーの変化を4UB とすると, 熱力学第1法則より、 AUB=0+ W=W=Q_AU 式 ②2 で, 容器の壁は熱を通さないがピストンは熱を通すものとする。 部 Aにつけられた加熱装置をはたらかせて熱量Qを与えると、部屋Aの気体の 内部エネルギーは⊿Uだけ変化した。 このとき、部屋Bの気体の内部エネル Q-AU' ギーはいくら変化したか。 ピストン

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