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物理 高校生

速さの解き方が分からないです。 √196²+(98√2)²までは理解出来てます。その後の98√6になるのか分からないです。

対し 例題 飛行機から落とした物体の運動 初 点 高さ980mの所を196m/sの速度で水平に飛んでいる飛行機から,地上にあ 向 るA点の真上で物体を静かに投下した。物体が落下する時間, A点と落下点と は の距離,および地面に落下する直前の物体の速さを求めよ。ただし,重力加速 度g=9.8m/s?, V2= 1.41, V3 = 1.73とし, 空気抵抗は無視する。 10-0 落ちる前の物体は飛行機と同じ速度で飛んでいる。飛行機から物体を落と 着眼 すのを地上から見ると, 物体は水平に投げ出されたのと同じ運動をする。 解説)物体の初速度は水平方向に196m/sで, 鉛直成分は0であるから, 鉛直方向の運 動は自由落下運動と同じ。 落下する時間を[s] とすると,(1·44)式より, 2×980 980= gt よって,t= 2×980 9.8 = 10V2 314s 三 g A点と落下点との距離x[m]は, 水平方向の変位を求めればよい。(1·43)式より、 x= Vot = 196 ×10V2= 2.8× 10°m PR 落下直前の速さは,まず, 水平成分ひょと鉛直成分v」を求める。(1·39), (1·40)式より, Vょ= Vo= 196m/s, vy = gt=9.8 × 10V2 = 98V2m/s 新 おこ したがって,速さひは, (1·41)式より, ひ=Vu?+ U? = V196°+ (98/2)?%3 98V6= 239.… =240m/s 圏 時間…14s 距離…2.8×10°m 速さ…240m/s

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物理 高校生

51の2番の問題で加える力0なのにどうして物体は動くのでしょうか 後解説の最後らへんで等加速度の公式を使ってますが初速度は0ではないのでしょうか

3運動の法則 -35 50>加速時の力 質量が440tの車両を10両編成している新幹線が, 0.40 m/s° の加 速度で加速している。この車両全体が受けている合力はいくらか。 51>物体の運動 粗い水平面上に質量 m の物体が静止して いる。重力加速度の大きさをg,物体と斜面との間の動摩擦 係数をμ'とする。次の問いに答えよ。めよ (1) 図のように物体に水平から 30°上向きにFの大きさの 力を加えたところ,物体は一定の加速度で水平に運動した。物体に生じる加速度の大 きさと垂直抗力の大きさを求めよ。に網をつよ m8.0 ちら大の場 (2) 物体に加える力を0にしたところ,物体は1の距離を滑って静止した。加える力を 0にしたときの物体の速さを求めよ。合獣 es.0k爆 準のの 30° の 面 a To. nte の大きさをα 大きさをN 52>自動車のブレーキ時の力 721km/h で走っている自動車が急プレーキをかけ,プ レーキが効き始めてから止まるまでに, 乾いた舗装道路で 40m進んでしまうことが知 られている。プレーキが効いているときの運動が等加速度運動であるとし,自動車の質 量を1.2×10°kgとして, 次の問いに答えよ。 (1) プレーキが効き始めてから止まるまでにかかる時間はいくらか。こ画 () (2) 自動車が路面から受ける摩擦力の大きさはいくらか。 ヒント(1) ひ-tグラフの面積から考えてみる。 と重力だ 山 (9) 飯放高 (8) ものとする。 重加速度の) 53>質量 無重力の宇宙空間で,質量が1kgの物体Aにある大きさの力を加えたと ころ4.0m/s°の加速度が生じた。同じ大きさの力を質量が不明な物体Bに加えると 2.0m/s?の加速度が生じた。物体Bの質量はいくらか。 も大さ日のぶちも大さA向武平水却 54>バーベルを持ち上げる 150kgのバーベルを持ち上げる瞬間の加速度の大きさは 2.2m/s°だった。その瞬間に人が加えた力の大きさを求めよ。重力加速度の大きさを 9.8m/s° とする。 Aケ るJ連 た。AとBが! BARKA さでれ

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物理 高校生

106(オ)がわからないです

(2)図の最初の状態にもどる。すなわち,各スイッチは開いており、 (4)各コンデンサーの耐電圧(耐えられる電圧の限界)がすべて 45Vであるとき,合成コンデ C, Dの電位はそれぞれ Va=V(V), Va=Dオコ×V[V). [V/m]である。導体板 A, B, C, D間に蓄積されている静電エ 図1のように、十分に広い面積Sをもった平行板コンデンサーにおいて, 左側の極板Aは この状態でスイッチ S.のみを閉じた。このとき, 専体板A, B, どの導体板にも電荷は蓄えられていない。次の2つの操作後の結果を比較しよう。 d(m)、2d (m), 3d[m) とする。ここで, dは導体板の辺の長さ aと比較して十分小さいと する。国中のS,Sa. Siはスイッチを表している。 電源Vは電圧「V[V) の直流電源であり。 操作a):スイッチ S」を閉じ,しばらくしてスイッチ S,を開く。 それからスイッチS.を る文章を解答群から選べ。ただし、 数式は C, V、 dのうち必要なものを用いて答えよ。 2つの導体板 A, Bを平行板コンデンサーとみなしたときの電気容量を CIF) とする。 導体板Dは電源の負極とともに接地されている(接地点の電位を基準V とする。 また。 84 コンデンサー 85 標準間■ A つり最初の状態ではどの事体数にも電荷は書えられていたい。 °104.(コンデンサーの合成容量) 6.0Vの直流電源Eと,電気容量がそれぞれ 3.0μF, 1.5μF, 2,0μF, 2.0μFの4つのコンデンサー Ci, Ca, Cs, C4を図のように 接続し、十分に時間を経過させた。各コンデンサーは,接続する前 は電荷をもっていなかったものとして,次の問いに答えよ。 (1) 4つのコンデンサーの合成容量 C [uF] を求めよ。 (2)各コンデンサーに加わる電圧 Vi. Vz, Vs, Va [V), および蓄えら れた電気量Q,Q, Q, Q [C] を求めよ。 (3) 各コンデンサーに蓄えられた静電エネルギーの合計び [J] を求めよ。 C C。 S」 し ×V (VJ, Vo=UV である。導体板BとCの向かい合 C。 れらの間の空間に発生する電場は図で右向き, その強きは AB C E ネルギーの合計はオ|×CV2[J] である。 通体所の間属は拡大して かいてある ンサーとしての耐電圧 Vimax (V] を求めよ。 105.(ばね付きコンデンサー) (10 群馬大) 閉じる。 固定されているが、右側の極板Bは壁に固定されているばね (ばね定数k)につながカて。 て、Aに平行なまま動くことができる。極板が帯電していないとき, ばねは自然の長さのい 態にあり,極板間の距離はdであった。次に,図2のように,極板Aに正, 極板Bに自の筆 荷を徐々に帯電させるとばねは徐々に伸び,最終的に極板Aに +Q, 極板Bに -Qの雷益た 帯電させたところ, ばねの伸びが 4d (Ad <d), 極板問距離がd-ddとなったところでつり あった。真空の誘電率を Eo, 空気の比誘電率を1とする。また, ばねおよび壁の帯電, 重力 の影響はないものとする。次の問いに答えよ。ただし, (2)~~(5)は, Eo, d, k, Q, Sの中から 必要なものを用いて解答せよ。 (1) 電気力線のようすを図3に矢印で表せ。 極板間の電場の強さEを求めよ。 極板Bにはたらく電気的な力Fを求めよ。 (4) dd を求めよ。 (5) 極板間の電位差Vを求めよ。 ここで、極板Bを固定し、極板Aに +Q. 極板Bに -Qの電荷 を帯電させたまま、極板間に、比誘電率2の誘電体を図4のよう にゆっくりと差しこんだ。 6 このときの電気力線のようすを図4に矢印で表せ。 (7) Bにはたらく電気的な力は,(3)と比べてどうなるか。 を開く。 初めに操作(a)による結果を考察する。操作終了後,導体板CとDの間の電場の強さは 一カ(V/m] であり,導体板Aの電位は Via=Lキ ×V(V) である。このとき、毒体 新間全体に蓄積された静電エネルギーは,(1)のエネルギーの値オ×CV?[J) の ク]番 である。 一方,操作(b)の場合, 操作終了後に導体板AとBの同に発生する電場の強さはケ (V/m] であり, 導体板Aに蓄えられた電気量は Q=D■コ C) である。 また、事体板 A Bの電位はそれぞれ VAb= サ×1/[V), Vias=■シ×1/(V) となる。この場合、毒 体板間全体に蓄積された静電エネルギーは, (1)のエネルギーの値閉×CV*(J]の ス] 倍である。 したがって、2つの操作後の結果を比較すると次のようなことがわかる。 スイッチS。 を閉じると導体板 B, C間に発生していた電場が消失するので, スイッチを開じた直後。 その分の静電エネルギーが減少する。このとき、 セ」ということがいえる。 (2)の(b)の操作後,しばらくしてスイッチS:を開き、それからスイッチS,を開じた。この とき,導体板Cの電位は V%=[ ソ×1/[V] で, 導体板BとDに蓄えられている電気量 (絶対値)はそれぞれタ×0,[C). 「 チ]×Q&(C) となる。ここで、 &はこのコ(C である。 |セの解答群 3- d-dd- B A B otinl Foom P00000 +Q-91 図1 図2 -Q +Q 図3 +Q *106.(4枚の導体板によるコンデンサー回路) (15 広島市大 改) 図4 (a), (b)で等しくなる 間の静電エネルギーに加算される (14 東京理大改) s」a 51

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