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物理 高校生

(2)の問題(画像1枚目)は、模範解答では2枚目の画像でシャーペンで囲んでいる公式を使って解かれていたのですが、星印をつけた公式を使って解く方法はないのでしょうか?

指針 投げ下ろした点を原点,鉛直下向きをy軸の正の向きとし、 「v=u+gl」 「y=col+1/2gt2」の式をもとに考える。 解答 小球が地面に達するまでの時間をt [s], 地面に 達する直前の小球の速さを [m/s] とする。 「y=vot + 12/2gt」より 39.2=9.8×t+m×9.8×12 両辺を 4.9でわると 8=2t+t2 t'+2t-8=0 t>0 であるからt=2.0S (t-2)(t+4)=0 また,このときの速さ [m/s] は 「v=vo+gt」より v = 9.8+9.8×2.0=29.4≒29m/s 21. 鉛直投げ下ろし 地上 25mの高さからボールを投げ下ろしたところ, 1.0秒後に地面に 落下した。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 (1) ボールの初速度の大きさ [m/s] を求めよ。 (2) ボールが地面に達したときの速さ [m/s] を求めよ。 (1) (2) 25m 22. 自由落下と鉛直投げ下ろし ビルの屋上から小石Aを静かに落下させ, 2.0秒後に屋上 から別の小石Bを初速度 24.5m/sで投げ下ろしたところ, 2つの小石は同時に地面に落ちた。 重 m/c² + + z あるビル さを 9.8m/ (1) 小球が (2) 最高点 (3) 投げて (4) 投げ 例題 9 指針屋 図容 (1 Tv= 20 (2) 「y= OB A (3) T 23 大 (1) (2 (3

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物理 高校生

⑶を教えてください!

基本例題16 仕事 図のような, 水平となす角が30° のなめらかな斜面 AC がある。 質量 40kgの物体を斜面上でゆっくりと AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.8 10m、 m/s2 として,次の各問に答えよ。 (1) 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) 力Fがした仕事は何Jか。 (3) 物体にはたらく重力がした仕事は何Jか。 指針 (1) 「ゆっくりと引き上げた」とは, 力がつりあったままの状態で, 物体を引き上げ たことを意味する。 斜面に平行な方向の力のつ りあいの式を立て, F の大きさを求める。 (2) (3) 「W=Fxcose」 を用いる。 解説 (1) 物体にはたらく力は、図のよ うになる。斜面に平行な方向の力のつりあいか ら, F=mgsin30° =40×9.8×¹ 2 = 1.96×102N 2.0×102N 2 √3 mgsin30% 30° N ・ mg mgcos30° 30° 108 130° 基本問題 129 B (2) 物体は,力Fの向きに 10m移動しているの で,仕事Wは, W = (1.96×102) ×10=1.96×10° J 第Ⅰ章 2.0×10J (3) 重力と物体が移動する向きとのなす角は 120° である。 重力がする仕事 W' は, W'=(40×9.8) ×10×cos120° 運動とエネルギー =-1.96×10J -2.0×10³ J | 別解 (3) 重力は保存力であり,その仕 事は,重力による位置エネルギーの差から求め られる。 点Aを高さの基準とすると, 点Cの高 さは10sin30°=5.0mであり, 仕事 W' は, W'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 =-1.96×103 J -2.0×10³ J

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