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-

赤線のところが分かりません。なぜ254~314s間に供給された熱量を考えるんですか？その後に｢水と容器の温度が0℃から20℃まで上昇する｣と書いてあるならそれなら32sから0℃なんだから時間の区間は32sから314sですよね？

発展例題23 氷の比熱 質量 400gの氷を熱容量120J/Kの容器に入れ,容 器に組みこんだヒーターで熱すると,全体の温度は 図のように変化した。 熱は一定の割合で供給され, すべて容器と容器内の物質が吸収したとし、水や氷 の水蒸気への変化は無視できるものとする。 また, 水の比熱を4.2J/ (g・K) とする。 (1) ヒーターが供給する熱量は毎秒何Jか。 (2) 氷1gを融解させるのに必要な熱量は何Jか。 (3) 氷の比熱は何J/ (g・K) か。 指針 (1) 254s 以降の区間では、 氷はす べて水に変化している。 水と容器の温度上昇に 必要な熱量から, ヒーターが毎秒供給する熱量 を求める。 E (2) 温度が一定の区間 (32~254s) では,供給さ れた熱量はすべて氷の融解に使われる。 これか ら, 氷1gの融解に必要な熱量を求める。 (3) 氷と容器の温度が上昇する区間 (0~32s) で, 温度上昇に必要な熱量から, 氷の比熱を求める。 解説 (1) 水と容器をあわせた熱容量は, 400×4.2 +120=1.8×103J/K 254~314sの間に供給された熱量で, 水と容器 の温度が0℃から20℃まで上昇するので, ヒー ターが毎秒供給する熱量をQ〔J〕 とすると, ↑ 温度 [℃] 201 0 -20 /32 254314 時間 (s) (1.8×103)×(20-0)=Qx (314-254) Q=6.0×102J (2) 32~254sの間に氷はすべて融解した。 氷1 gを融解させるのに必要な熱量をx [J] とすると, 400× x = ( 6.0×102) × (254-32) 3/9070 x=3.33×102 J 3.3×102J (3) 氷の比熱をc[J/ (g･K)〕 とすると, 氷と容器 をあわせた熱容量は, 400×c +120〔J/K] 0~32s の間に供給された熱量で, 氷と容器の温 度が-20℃から0℃まで上昇するので, ( 400×c +120) x{0-(-20)} =(6.0×102) × ( 32-0) c=2.1J/(g・K)

Ⅱ（3）（ウ）ですが、仕事率U=Pe/tではダメなのですか？

実戦 基礎問 86 磁場中を運動する導体棒 ⅡI される。 図のように、水平と角度0の傾角をもつ導体の 平行レールが間隔で固定されており,上端には 起電力Eの電池Eと可変抵抗器がつないである。 長さ 質量mの細い導体棒ab をレールに直角 にのせ, レールに沿って滑って移動できるように なっている。また,磁束密度Bの一様な磁場が鉛直上向きに加えられており、 重力加速度の大きさはg とする。 導体の電気抵抗や導体棒ab とレールとの 間の摩擦力は無視できるものとして、次の問いに答えよ。 fini I. 可変抵抗器の抵抗がある値のとき,導体棒 ab はレール上で静止した。 ab を流れている電流の大きさはいくらか。 II. 可変抵抗器の抵抗をある値にすると導体棒 ab はレールに沿って上昇し, しばらくすると一定の速さになった。 この等速運動について考える。 (1) 導体棒 ab に発生する誘導起電力はどの向きにいくらか。 (2) このときの可変抵抗器の抵抗値 R を求めよ。 (3) 次の物理量を求めよ。 また,これらの間に成り立つ関係式をかけ。 (ア) 電池が供給する電力 PE (イ) 抵抗で発生する単位時間あたりのジュール熱P (ウ)導体棒 ab を上昇させるための仕事率 U 力学的エネルギーの変化、 外力の仕事 → - 電 a 電池の仕事 抵抗で消費される エネルギー 物理 BP ●電磁誘導とエネルギー保存の法則 金属棒の運動による電磁 誘導では,力学的なエネルギーと電気的エネルギーが相互に変 コンデンサーコイルに 蓄えられるエネルギー E (高知大) 青眼点 力学的なエネルギー金属棒やおもりの運動、外力でチェック。 電気的エネルギー閉回路に含まれる素子(電池など

(4)と(5)の解き方が分かりません。教えて下さい🙇‍♀️

6 道路脇に停車中のパトカーの横を、 チャイルドシート非着用の子 供を乗せ、 10[m/s] の速さで等速運動する車が通り過ぎた。 パトカ ーは、この 2.0 [s] 後に追跡を開始し、加速度の大きさが 2.0[m/s2] の等加速度運動で車を追った。 運動は一直線上で行われるものと し、パトカーが出発した時刻を! として、各問に答えなさい。 (1) 時刻 t=0 での、 2台の車の間の距離を求めなさい。 (2) 時刻 t =6.0[s]での2台の車の間の距離を求めなさい。80-36=44 (3) 2台の車の進行方向を正として、(2)の時のパトカーから見た 追跡車両の相対速度を求めなさい。 -2.0 [m] (4) 一旦、 2台の車の間の距離が最大に広がった後、 パトカーが追 跡車両の後方20 [m] の位置に追いつく時刻を求めなさい。 (5) (4) の後、勢い余ったパトカーが追跡車両に対して後方から追 突しないためには、減速を開始する必要がある。 (4) の直後から 等加速度運動で減速するものとして､追突を避けるために必要 な、パトカーの加速度の大きさの最小値を求めなさい。

222の（3️⃣）が解説見てもわからないです。 わかりやすい解説お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️

222. 比誘電率 空気中に置かれた, 電気容量 1.0×10pFの平行板コンデンサーの 極板に電池をつないで, 2.0×102Vの電圧を加えた。 空気の比誘電率は1.0 とする。 (1) 正極板に蓄えられる電気量 Q1 [C] を求めよ。 (8) 電池をつないだまま, 極板間を比誘電率 2.0 の絶縁体で満たしたときの、正極板に蓄 えられる電気量 Q2 [C] を求めよ。 10% (③3) (2)で入れた絶縁体をいったん取り除いてから, 電池を取り外し, 絶縁体を再び満たし たときの極板間の電位差 V [V] を求めよ。 例題 44

（1）の問題を教えてください🙏 1wのときは秒ですか？分ですか？ 例えば、1kwhは時間 語彙力なくてすいません、、

の内部エ した。 指針 (1) 1kW の仕事率で1時間にする仕事が1kWh(キロワット時) 熱機関がする仕事 (2) 熱効率は 「e=- 熱機関が受け取る熱量」 解答(1) 7.0×102W は 0.70kW である。よって1時間にする仕事は W=0.70kW×1h = 0.70kWh WをJで表すには, 1h=60×60s より 例題 31 熱効率 あるディーゼルエンジンは1時間に300gの軽油を消費して 7.0×102W の仕事率で仕事をする。 軽油の燃焼熱は1gにつき 4.2 ×104Jとする。 HO (1) このディーゼルエンジンが1時間にする仕事 W は何kWh か。 また, それは何Jか。 (2) このディーゼルエンジンの熱効率は何%か。 W=7.0×102W× ( 60×60s) = 2.52×10°≒2.5×10° J (2) 1時間に供給される熱量QはQ=300×(4.2×10^) J DORUROS) was -」より, 熱効率eは よって, 熱効率の式 「e= 2.52×10° Qin' = 0.20 82,83 よって 0.20×100=20% 解説動画 ト)の

5番のもんだいで、答えが③なのですが どうして磁石の上下しかグラフに関係しないんですか？

に入れる語句と記号として最も適当な 問3 後の文章中の空欄 4 5 ものをそれぞれの直後の { }で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 図2のように、オシロスコープにつないだコイルを水平面におき,S極を鉛 直真上,N極を鉛直真下にした磁石を左から右へ一定の速さでコイルの中 心の真上を通過させる。するとオシロスコープの画面に表示されるコイルに発 生する電圧の時間変化を表すグラフは図3のようになった。 この現象の原理は 4 {① 太陽電池 LED電球 ③ 回生ブレーキ} で利用される原 理と同じである。また,図3と異なるグラフが得られるのは, 次ページの操作 アからウまでのうち、 X5 {①アとイ ある。 CASAS og SN 左 N コイル ②アとウ ③イとウ ④アとイとウ}で 右 AJA 図 2 図 3 オシロスコープ

こちらの問題についてです。答えは以下の通りなのですが(1)と(3)では容器の熱容量を利用しており、(2)では熱容量を利用していないのですが、熱容量を利用するときと、しないときの違いが分かりません。教えていただきたいです。

発展例題11 氷の比熱 質量 400gの氷を熱容量120J/Kの容器に入れ 容器に組みこんだヒーターで熱すると、 全体の温度 は図のように変化した。 熱は一定の割合で供給され, すべて容器と容器内の物質が吸収したとし, 水や氷 の水蒸気への変化は無視できるものとする。 また, 水の比熱を4.2J/ (g-K) とする。 (1) ヒーターが供給する熱量は毎秒何Jか。 (2) 氷1gを融解させるのに必要な熱量は何Jか。 (3) 氷の比熱は何J/ (g・K) か。 20 0 -20 ■温度 [℃] 132 ◆発展問題 177 254 314 時間 〔s〕

至急です！！！ 締め切りが明日なので急いでます！！ 物理基礎の「熱と仕事」「熱効率と不可逆変化」についての問題です。 答えを教えてください！

4.「熱と仕事」 「熱効率と不可逆変化」 について,次の( )に適当な語句や数値を書きなさい 解答番号 56~60 (1) 気体を形づくっている原子や分子は, 熱運動による運動エネルギーや位置エネルギーをもって いる。これらのエネルギーの総和を ( 56 )という。 (2) 気体が吸収した熱量と気体がされた ( 57 ) の和は,気体の内部エネルギーの変化に等しい。 これを(58)という。 (3) 蒸気機関や各種エンジンのように, 熱の形でエネルギーを供給して仕事を取り出す装置を といい, 燃料から発生する熱に対する有効な仕事の割合を表 量を, ( 60 )と いう。ディーゼル機関の60は0.3 ~ 0.4 である。

テスト対策のため教えて欲しいです。公式の使い方がいまいち分かりません。

15. 前問における 「ブレーキが効きはじめてから止まるまでの距離」を「制動距離』 と呼ぶが, 現実 にはその前に 「危険を感じてからブレーキを踏むまでに進む距離」 の 『空走距離』 の分だけ進んで しまう。ある速さ” [m/s]で走っている自動車の30m前方に子供が飛び出してきたのに気付いたの で慌てて急ブレーキを踏んだところ, 気付いてから 0.75 s 後にブレーキが効きはじめた。 減速中の 自動車の加速度の大きさを6.0m/s2, 子供は驚いてその場から動けなかったものとする。 (1) 空走距離と制動距離を合計した 『停止距離』 x [m] を、文字”を用いて表せ。 (2) 自動車が子供と衝突しないためには, 自動車の速度は何m/s以下でなければならないか。 また それは時速に直すと何km/h以下か。