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物理 高校生

なぜ(2)は、弾性力による位置エネルギー=力学的エネルギーになるんですか?

基本例題19 弾性力による運動 なめらかな水平面ABと曲面 BC が続いてい る。 Aにばね定数 9.8N/m のばねをつけ, その他 端に質量 0.010kgの小球を置き, 0.020m 縮めて はなす。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 DEFAU (1) 小球は, ばねが自然の長さのときにばねからはなれる。 その後, 小球は, 水平面 AB から何mの高さまで上がるか。 BU (2) 水平面 AB からCまでの高さは0.40m²である。 ばねを 0.10m縮めてはなすと, 小 球はCから飛び出した。 このときの小球の速さはいくらか。 指針 垂直抗力は常に移動の向きと垂直で あり仕事をしない。 小球は弾性力と重力のみから 仕事をされ, その力学的エネルギーは保存される。 (1) では, ばねを縮めたときの点と曲面上の最高点, (2) では, ばねを縮めたときの点と点Cとで,それ ぞれ力学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 解説 (1) 重力による位置エネルギーの 高さの基準を水平面AB とすると, ばねを縮め たときの点で、小球の力学的エネルギーは,弾 性力による位置エネルギーのみである。 曲面 BC上の最高点で、速さは0であり、力学的エネ 64 Ta YOWN SECA A 100000円 2 基本問題 138, 146 Jo, yo B v2=1.96=1.42 ルギーは重力による位置エネルギーのみである。 最高点の高さを〔m〕 とすると, ×9.8×0.0202=0.010×9.8×h C ん=2.0×10m (2) 飛び出す速さをv[m/s] とすると,点Cにお いて,小球の力学的エネルギーは,運動エネル ギーと重力による位置エネルギーの和であり, -×9.8×0.10²=1/1×0.010 × z2 20.40m v=1.4m/s +0.010×9.8×0.40

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物理 高校生

(1)で、解答はmgsin30°って書いてあるのですが、移動距離を含めず計算していいんですか?

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 す AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.810m、 m/s2 として,次の各問に答えよ。 日 (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。 -10** (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。とす (2) (3) W=Fxcose」 を用い 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、 E F=mgsin30° =40×9.8× 1 2 =1.96×102N √3 mgsin30° 2.0×10°NEの速 130° 19.8mgとす N hi mg 2mgcos30° 30° A 130° 至向題 129 FRESCA (O W'=(40×9.8) ×10×cos120° |=-1.96×10°J tum (2) 物体は、力Fの向きに10m移動しているの で、 仕事 W W=(1.96×102) ×10=1.96×10°J 2.0×10°J (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, =-1.96×10J B -2.0×10°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 C -2.0×10° 運動とエネルギー

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物理 高校生

15、16、17-1、17-2、18、19の丸つけをお願いしたいです!

[ 7温度が80℃の水 50g と 20℃の水150gを混合し, 熱平衡に達した。 熱は外部に逃げないものとして,次の各問に答えなさい。 解答番号 15~16 (1) 水の比熱をc[J/(g・K)], 熱平衡に達したときの全体の温度をt 〔℃〕 として, 80℃の水が失う熱量を式に表すとどのようになるか。 次の選択肢から正しいものを選び, 記号で答えなさい。 【知識・技能】解答番号 15 (ア) 50×c×80 (イ) (150-50)×c×80 (ウ) 50×c× ( 80-t) (I) 50Xcx (t-80) (2) 全体の温度は何℃になったか。 【知識・技能】 解答番号 16 (16) ℃ 15 17-1 29 17-2 16 35 8 熱容量 141J/K の, 図のような熱量計を用いて,鉄の比熱c [J/(g・K)] を 測定する。 はじめ, 熱量計に170gの水を入れて温度を測ると, 20.0℃で安定 していた。 次に, 100℃に熱した質量100gの鉄球を熱量計に入れ, 静かにか きまぜると, 24.0℃で安定した。 水の比熱を4.2J/(g・K) として,次の各問に 答えなさい。解答番号 17-1~19 SI-11 m (1) 熱量計と水が得た熱量は何Jか。 【知識・技能】 解答番号 17-1,17-2 ( 17-1)×10 (17-2)」 (2) 熱量の保存を利用すると,鉄球の比熱cは何J / (g・K) になるか。 18 180℃℃ 150g ( 18 ) J/(g・K) (3) この鉄球に, 熱量 8.1×102J を与えたとき, 温度は何K上昇するか。 ( 19 ) K m 0.38 80℃ (ア) (お湯が失った熱量)=(熱量)(イ) 氷 50xcX180-t)=150xcx(+-20) (ウ) す △t C 【知識・技能】 解答番号 18 (°C) t(C) 熱平衡 みず C 水の比熱く=42を代入して、 t=35 19 20°C 150g + 水 鉄球 熱量計 【知識・技能】 解答番号 19 m (2)図は, けたとき ある。 温 な状態か 号で答え C at 21 10. 氷を 変化を 状態 A が観 章につ 考・半 状態 ら気 (23 22 11. 温 「次の (1) ( (2) (

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