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物理 高校生

物理の質問です。初歩的な質問ですみません。。 (3)なのですが、 どうして物体A(または物体B)のみでは力学的エネルギー保存則がなりたたないのでしょうか?物体系を考えて、力学的エネルギーの和の保存を考える理由が分かりません、、 教えていただけると嬉しいです。よろしくお願... 続きを読む

@ 力学的エネルギーと運動量の保存 ② 8) 人%の間必は 物体Aを固定していないので. 陀とき, 物体人は静止しておらず速きをもっていることてあぁる。 自然長に 戻ったときの物体A Bの如きをそれぞれか〔m/s)。 95【m/s]とする。 ばねの縮みがx[m〕のとき, 物体Aはた向き にAr[NJの弾性力を, 物体Bは右向きにAr[N) 太人人 縮みz Bo の紗性力を受ける( 2人- 。 に同じ大きさで逆向きであり. みなせるので, 次のことがいえる。 Point し 氷補訪向には, 内力とみなせる弾性力しかはたらいていないので, 物体ABからなる物体系について, 運動量保存の法則が成り立つ。 ばねの長きが自然長に戻っ 図のように, 質量/7(kg)と質量 (kg)の2つの物体ん Bがばね定 数4(N/m)の軽いばねで結ばぱれて, 水平でなめらかな床の( (|) これら2つの物体に両方向からカを加え, ばねの長座 om)だけ縮めた。この力がした仕事はいくらか。 (2) いま, (のように縮めた状態で物体Aを固定し, 物体に を取り除いた。ばねの長さが自然長に戻ったときの, 物体Bの らか。 (3) 再び, この物体A _Bに両方向から力を加え, ばねの長さを自然 2o(m)だけ縮めた後。加えた力を同時に取り除いた。ばねの長議 水平右向きを正とすると, 自然長に戻ったと PP に戻ったときの, 物体Bの速さはいくらか。 ょの体A半op 2 9 度はgm[m/s]である。 運動量保存の法則より. 1 0圭0=太(一の填m ……① 人 () 物体A Bとばねの力学的エネルギーに着目じ主 う。 物体A Bとばねを合わせた力学的エネルギ "A 自僚胡 p" 本一 用える前 館還エネルギーと紗価力による 位恒康 ー保存の決則まり 6かつのぁ 剛介ネルギー)はともに0である。 力を加えた後。 運動デま5 ーー本馬 ) 人 0+0†#k =すま2e二WO0 ……の らず0で, 錯 E力による位置エネルキギーは ん になっている。陣誠 「 ①式と②式から, 久を消表UI た仕事」は「物体系のも る任事叱()(=(N.m])は =ュkn 学0エネルギーの次化」 と等しいので誰 1 > が| がm 則旨半人2 及電 よって。, m+が) 3 ちなみに, これを①式に代入して を求めると 1 2 語 ムーWg+ 9 のの 0Nみ ヵ多 拓有AS の 牧体Aが固定されているの< は)/ 典につないでいるのと同じでぁぁ。 求めろ 2m/sJとして, 力学的エネルキー大。。 。、

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物理 高校生

〜のところの意味がイマイチわかりません よろしくお願いします

高温符源から熟量 Q。 を受け取って外部に仕事 『" をし, 低温圭源に おいては のaー Qu の関係がめる。また, このときの部効率は eニ re=1 となる熱機関はない」というのが熟力学第二法則である。 (1) 葵力学第一法則「ガ=ニー" (P/: 物体がした仕事)』 において 装 置Aの内部エネルギーの変化は コソ=0, 装置Aが吸収した熱量のは の一の, 装置Aがした仕事史/は 叱 であるので 0=のー@Q一 よって pニ@ー@c (の 共効率の式 「。 see 」より _@ム-@。 (3) 問題の条件より, @>0, Q:>0 であるから 登>0 となる。よって, (⑳の結果である@式より 0に0 08 ム。、 PO ゆえに 常に名効率 e、く1" となる。 ……⑨ パ で @三 (⑲ 全-全 より 0。=-溝@。であるから, これを⑧残に代太しで 7。 3 @-信9 な PT 充 よって, -革が最小になるとき ex は最大になるので, 27 (低温源の則 度) は① 27*C, 人f (高温熱源の温度) は③ 2027 *C。 人 と 2 が絶対温度であることに注意すると, このときの欠効率は ニュー-273圭27 _」_ 300 _( se9.…= ムーューラ23T2027 「 2300 569…=0.87 Os を放出する秀機関 と守一 ae <1 である。 @a | 還 ①) (②の結果より ムーと表せる。 この弐において ムン1 とする と 嘱>Q。となる。 すなわち, 装置Aが高温熱源から受け取 った熱より外i ほうが多いこ ルギー保存則に反する。また, @ム1 とすると Qu とな る。 すなわち, 装置Aが高温 熱源から受け取った熱がすべ て外部にした仕事になるので, 熱力学第二法則に反する。 2 符機関の効率@ 半世は, 絶対温度 7(K】 の高温押源か ら熱量 0【JJ を受け取って一部を仕事 [J] として取り出すこと ができ。 熱量 0。[J) を絶対温度 7s [K] の低温熱源に放出する理想 的なご機関である。 Q) 壮置Aの内部エネルギーの次化はないものとして, Qi。 @。 叱 の間に成りたつ関係式を示せ。Q。 0。 はいずれも正の値を とるものとする。 本 (9) 装置Aの目的は仕事を取り出すこ 換できると効率がよいといえる。 音源からの換を仕事に変換する迫率、 を 放い すか I 1 @ 低温源 7 あり, より小さな熱量をより大きな仕事に変

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