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物理 高校生

高一 物理基礎 どなたか世界一分かりやすい解説お願いします💦🙇‍♀️🙇‍♀️

第 章 | 演習問題 20 仕事・仕事率 (p.70~73) M 水平であらい床面上にある質量 5.0kgの物体に対し、 水平方向に大きさ F[N] の力を加え続けたところ、物 体は一定の速さ 0.50m/sで力の向きに運動を続けた とする。 物体と床との間の動摩擦係数を0.20. 重力加 速度の大きさを9.8m/s²とする。 Fox N 0.50m/s あらい床 (1) 物体を引く力の大きさ F[N] を求めよ。 (2) 10秒間で, 物体を引く力がする仕事 W,〔J] と, 動摩擦力がする仕事 W [J] をそれぞれ求めよ。 (3) 物体を引く力がする仕事の仕事率P, [W] を求めよ。 力学的エネルギー保存則 ①(p.79~85) 図のように、小球を点Aで静かにはなしたところ, なめらかな曲面にそって, B→Cへすべったとする。 15 このとき、小球が点Bと点Cを通過するときの速さ UB, vc [m/s] を求めよ。 重力加速度の大きさをg [m/s2] とする。 A F(N) 自然の長さ B 3 力学的エネルギー保存則 ② (p.79~85) M なめらかな水平面上に置いたばね定数 32N/m のばね いったん がある。図のように, ばねの一端を固定し、他端に質 量2.0kgの物体を押しつけ, 自然の長さから0.70m だけ縮めた状態から, 物体を静かにはなす。 物体はば ねが自然の長さになった位置でばねから離れ,水平面 と点Aでつながったなめらかな曲面上をすべり上が あり、水平面からの高さがん [m]の最高点 B に達した。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 0.70m_ -(m) (1) 点Aでの物体の速さv[m/s] を求めよ。 (2) 点Bの高さん [m] を求めよ。 B, h 4 力学的エネルギー保存則 ③ (p.79~85) ばね定数k [N/m] のばねの上端を固定 かたん し,下端に質量m[kg]のおもりを取 りつけると, ばねは伸びておもりは静 止した。 このときのおもりの位置を点 Aとする。 この後, ばねが自然の長さ になる点Bまでおもりを持ち上げ, 静かにはなした。 重力加速度の大きさ を g [m/s²] とする。 また, 点Aを重 力による位置エネルギーの基準とする。 2.0m/s 0.50m (1) おもりが点Aにあるときのばねの伸びα [m] を, m, g, k を用いて表せ。 (2) おもりが点Aを通過するときの速さをv[m/s] と する。 点Aでの力学的エネルギーを, m, k, v, a を用いて表せ。 (3) [m/s] , m,g, k を用いて表せ。 ・あらい斜面 lllllllll 5 保存力以外の力が仕事をする場合 (p.86) M 図のように, 傾きの角30° のあらい斜面上を質量 4.0kgの物体が静かにすべりだした。斜面にそって距 離 0.50m だけすべったとき, 物体の速さは 2.0m/s で あったとする。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 L₂. ink この章の 要点の確認 v (m/s) 自然の長さ □ Fellllllll+ 30° (1) この間に動摩擦力がした仕事 W [J]を求めよ。 (2) 物体にはたらく動摩擦力の大きさ F' [N] を求めよ。 6 空気の抵抗と力学的エネルギー 空気の抵抗を受けて、 質量 m[kg]の物体が一定の速 さ [m/s]で鉛直下向きに落下しているとする。 重力 加速度の大きさを g [m/s2] とする。 Link (1) このとき, [s] 間での運動エネルギーと位置エネ ルギーの変化をそれぞれ求めよ。 Omyto (2) 空気の抵抗によって物体がt[s〕間に失う力学的 エネルギーE〔J〕 を表せ。 87

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物理 高校生

(4)で、W=3/2nR⊿Tで⊿T=0からw=0になってしまったんですが、どうすればいいのでしょうか??

リード C 基本例題 25 気体の状態変化 PA 1molの単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ3po せた。C→A は温度 T の等温変化であり,その際気体は 外部へ熱量 Q を放出した。 次の量を, To, Q, および, 気 Po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また,問いに答 O 第8章 気体分子の運動 気体の状態変化 69 えよ。 (1) 状態 B の温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収した熱量QBc (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WCA 問 Q=1.1RT のとき, 1サイクルの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 3poVo=RT A→Bは定圧変化である。 気体がし た仕事は 「W'= AV 」 より WAB=3pox (3Vo-Vo)=6poVo ①式を用いて WAB=2RT このときの内部エネルギーの変化 4UNBは「AU = 12/23nRAT」より 3 4UAB = 1 ×1×R(3To-To)=3RT 熱力学第一法則 「4U = Q+W」 と 「W=-W'」 より 「Q=4U+W'」 (W' : 気体がした仕事) なので QAB=3RT+2RT=5RT。 (3) B→Cは定積変化なので、気体が外部 にした仕事 WBc=0 である。 このと きの内部エネルギーの変化⊿UBCは 4UBc=1×1×R(T-3T) A =-3RTo Vo 指針 気体がした仕事を W' とすると, 熱力学第一法則 「4U = Q+W」と「W=-W'」 より 「Q=4U + W'」 となる。 各過程での Q, 4U, W' を表にまとめながら考えるとよい。 熱 効率を求めるとき, 「気体がした仕事」 は正の仕事・負の仕事をあわせた正味の仕事を考え る。一方, 「気体が吸収した熱量」 には、気体が放出した熱量を含めない。 「Q=4U+W'」 より 解答 (1) 状態AとBとでシャルルの法則を用 Vo_3Vo To いると TB よってTB=3To (2) Aでの状態方程式より 3poxVo=1×RT。 ►► 130 3VoV QBc=-3RT+0=-3RT。 [注 QBc<0であるから, 実際には気体 は熱を放出したことがわかる。 (4) C→A は等温変化なので, 内部エネルギ の変化 4UcA=0 である。 また,問題 文より,気体が放出した熱量はQである (吸収した熱量はQo)。 「Q=4U + W'」 より -Qo=0+Wc よって WcA=Qo 以上の結果を下の表にまとめる。 -3RT-3RTo 4U + W' A→B (定圧) 5RTo 3RT 2RTo BC (定積) 0 - Qo 0 -Qo CA ( 等温) 一周 2RTo-Qo 0 |2RT-Qo 問 気体がした正味の仕事 W' は W'=WAB+WBc+WcA=2RT-Qo 気体が吸収した熱量 Qin は Qin=5RT [注 放出した熱量を含めてはいけない。 W' 2RTo-Qo Qin 5RT。 よってe= ここで, Qo=1.1RT を代入すると 2RT-1.1RT 0.9 e= 5RTo -=0.18 5

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