物理の熱と仕事の問題です。解き方がわからないので、問３の(１)〜(３)の解説お願いします。

問3 熱機関の冷却 熱効率 40%, 発電能力 8.0×10°Wの発電所(熱機関)がある。 次の各問 に答えよ。 (1) この発電所が受け取っている熱量は毎秒何Jか。 (2) この発電所が放出している熱量は毎秒何Jか。 (3) この発電所を運転し続けるには、毎秒何kg の冷却水を必要とす るか。 ただし,発電所は、冷却水 1.0kg で 2.0×104Jの熱を放出する ことができるものとする。

物理のレンズについてです。 ⑶が分かりません。 詳しい解説お願いします。

4 凸レンズに関する以下の問いに答えよ。 ただし、距離を表す記号は､すべて正とし、単位は[m]とする。 (1) 図1に物体PQ の実像 PQ ができるようすを示す。 焦点距離をf, レンズ中心から物体PQまでの距離を 4. 実像PQまでの距離をbとする。 このときのf, aおよび の関係を等式で表せ。 (2) 図2にP'Q' ができるようすを示す。 レンズ中心から虚像 PQ までの距離をとし, (1) と同様にf. および の関係式を導け。 (3) 図3に凸レンズを用いた顕微鏡の概略を示す。 レンズ1を対物レンズ, レンズ2を接眼レンズとし、それぞ れの焦点距離を および とする。 また, レンズ1と物体PQの距離をαy, レンズ1と2の中心間の距離を とする。 この装置を顕微鏡として機能させるための条件をup a, およびIに関する3つの不等式によっ て表せ。 このとき, レンズ1の実像およびレンズ2の虚像を利用する。 [ヒント] . 1つ目の条件 レンズ1では実像ができる。 . 2つ目の条件 3つ目の条件 レンズ1による実像はレンズ2の手前にできなければいけない。 レンズ2では虚像ができる。

31-34番の解き方を教えてください！！ 高校の物理基礎です！

15. なめらかに動くピストンをもつ円筒容器中の気体を加熱し, 7.0J の熱量を与えたところ, 気体は膨張して外部に 2.8J の仕事 をした。 次の各問に答えなさい。 解答番号 31 ~ 32 (1) 気体がされた仕事は何Jか。 【知識・技能】 解答番号 31 ( 31 ) J (2) 気体の内部エネルギーの増加量は何Jか。 ( 32 ) J 31 32 【知識・技能】 解答番号 32 解答番号 33-1~34 (1) 2個のおもりを10回下降させたときに, おもりにはたらく重 力がした仕事の合計は何Jか。 【思考・判断・表現】 解答番号 33-1,33-2 133-1 ( 33-1)×10 ( 33-2)」 (2) 容器中の水の温度は何K上昇するか。 【思考・判断・表現】 33-2 16. ジュールは, 図のような装置を用いて, 熱がエネルギーの一種であることを示した。 この装置 では,おもりが下がると, 糸に引かれた羽根車がまわり, 容器中の水がかきまぜられて温度が上昇 する。 容器に 100gの水を入れ, 糸の両端につけた1個 10kgのおもり 2個を1.0m 下降させる操作を 10回繰り返した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2, 水の比熱を4.2J/(g・K) とし, 熱は外部に逃げな いものとする。 次の各問に答えなさい。 解答番号 34 ( 34 ) K ク 34 7.0J 00 1.0m 12.8J 羽根車 四隅突出型 1.0m

物理のレンズについてです。 ⑶が分かりません。 詳しい解説お願いします。

4 凸レンズに関する以下の問いに答えよ。 ただし、距離を表す記号は､すべて正とし, 単位は[m]とする。 (1) 図1に物体PQの実像 PQ ができるようすを示す。 焦点距離をf, レンズ中心から物体PQまでの距離を 4, 実像PQ'までの距離をbとする。 このときの手, aおよび の関係を等式で表せ。 (2) 図2に虚像P'Q' ができるようすを示す。 レンズ中心から虚像 PQ までの距離をとし, (1) と同様にf, a および の関係式を導け。 (3) 図3に凸レンズを用いた顕微鏡の概略を示す。 レンズ1を対物レンズ, レンズ2を接眼レンズとし, それぞ れの焦点距離をおよび とする。 また, レンズ1と物体PQの距離を αJ, レンズ1と2の中心間の距離を とする。 この装置を顕微鏡として機能させるための条件をぃ および1に関する3つの不等式によっ て表せ。 このとき, レンズ1の実像およびレンズ2の虚像を利用する。 ヒント 1つ目の条件 レンズ1では実像ができる。 ・2つ目の条件: レンズ1による実像はレンズ2の手前にできなければいけない。 ・3つ目の条件 レンズ2では虚像ができる。

物理のレンズについてです。 ⑶が分かりません。 詳しい解説お願いします。

4 凸レンズに関する以下の問いに答えよ。 ただし、距離を表す記号は､すべて正とし, 単位は[m]とする。 (1) 図1に物体PQの実像 PQ ができるようすを示す。 焦点距離をf, レンズ中心から物体PQまでの距離を α, 実像 PQ までの距離をbとする。 このときのf, aおよびもの関係を等式で表せ。 (2) 図2に虚像P'Q' ができるようすを示す。 レンズ中心から虚像 PQY までの距離をとし, (1) と同様にf, および の関係式を導け。 (3) 図3に凸レンズを用いた顕微鏡の概略を示す。 レンズ1を対物レンズ, レンズ2を接眼レンズとし, それぞ れの焦点距離を および とする。 また, レンズ1と物体PQの距離を αJ, レンズ1と2の中心間の距離を とする。 この装置を顕微鏡として機能させるための条件をfun a, および1に関する3つの不等式によっ て表せ。 このとき, レンズ1の実像およびレンズ2の虚像を利用する。 ヒント] 1つ目の条件 レンズでは実像ができる。 2つ目の条件: レンズ1による実像はレンズ2の手前にできなければいけない。 . 3つ目の条件: レンズ2では虚像ができる。

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9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。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 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v 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。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひ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, L, B, ” 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, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 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。 mo² 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。 = 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-

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-

問2において、なぜ物体には下のばねによる弾性力が働いておらず、重力と上のばねによる弾性力のみしか働いていないのですか？ また、Wを求める時、なぜW＝重力による位置エネルギーの変化量+ばねの弾性力による位置エネルギーの変化量という式ができるのですか？ W＝運動エネルギーの変... 続きを読む

20. 固定した2本のばねの間に付けてつり下げた小球 10分 自然の長さば ね定数kの2つの軽いばねを, 質量mの小球の上下に取り付けた。 下側のばねの端 を床に取り付け, 上側のばねの端を手で引き上げた。 重力加速度の大きさをgとする。 LENNE 問1 図1のように, ばねの長さの合計を21にして小球を静止させた。小球の床か らの高さんを表す式として正しいものを,下の ① ~ ⑤ のうちから1つ選べ。 ただ し、2つのばねと小球は同一鉛直線上にあるものとする。 ① l ② 1 3 1- mg_ 2k ① ② ③ 4 2mg k y mg +20 2k ④1- ⑤ 1- 問2 次に、図2のように, 床から測った小球の高さが1になるまで, ばねの上端を ゆっくり引き上げた。 このときのばねの長さの合計y と, 高さんから1まで小球を 引き上げる間に手がした仕事 W を表す式の組合せとして正しいものを,下の①~ ⑥ のうちから1つ選べ。 mg_ 2k +21 mg+20 2k mg+20 mg ⑤ +21 k ⑥ mg_ k mg+20 k 5mg 2k 3mg 2k W 大 k mg(1−h)+(y−1)² —k(21—h)² 2 ².0 > BOSA mg(1-h)+k(y-21)"-k(l-h) k mg(1-h)+(y-21)²—k(1—h)² Subot k mg(1-h)+(y−1)² —k(21—h)² 2 mg(1-h)+k(y-21²-k(l-h)² mg(1-h)+(y-21)²—k(1—h)² 21 y l l l l l l l l l la 図 1 6 l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 図2 rg h E l-h I [2015 本試] y-elℓ

画像の問題の回答教えていただきたいです😿

題 1 次の文章を読み に適する数式を入れ, [ に適する語句または文章を入れよ。 ほぼ50年前に, 人工衛星の打ち上げに初めて成 功して以来, 人類は月面着陸さらに火星探査に成 功するまでに至ったが, 300年も前にニュートンは すでに人工衛星の可能性を予言していた。 ニュートンが予言したような地球のまわりを まわる人工衛星について考えてみよう。 ただし、地球を半径R,質量Mの一様な球と みなし, 地球と人工衛星以外の天体の影響, 地球の自転と公転および大気の影響は無視 する｡ 地表での重力加速度の大きさg は, M, R と万有引力定数Gを用いて,g=ア と表される。 いま, 地表から打ち上げられた質量 mo の物体が, 半径 α, 速さの円運動をする 人工衛星になった。 この衛星にはたらく円運動の加速度は万有引力によって生じるの で,その関係式はイと表される。 これより速さはv=ウ となり,この円運動 の周期T は, G, M, a によって,T=エと表される。円軌道を描く人工衛星のカ 学的エネルギーは、(イ) を用いて G, M, mo, a によって,オと表される。 ただ し,万有引力が0になる無限遠点を位置エネルギーの基準点にとる。 円軌道上の点Aで,衛星中の質量m' の部分が,衛星の進む方向と逆向きに相対速 度V(Vは正) で衛星から瞬間的に分離された。 分離直後, 衛星の残りの部分は質量が m=mom'となり, 速さがv からに増加し, 図のように地球の中心を焦点とす るだ円軌道を描くようになった。 質量m'の部分の速さはva-Vとなる。 ただし,分 離直前の衛星の速度の向きを正とする。分離前後で運動量が保存されるとして, その保 存則は,mo, m', m, Vo, va, V を用いてカで表される｡ B UB VA -b A 地球の中心よりだ円軌道の近地点Aまでの距離はαである。 遠地点Bまでの距離を b とする。惑星の運動に関するキ]の第2法則を人工衛星に適用すると, 地球の中 心と衛星とを結ぶ線分(動径) が,単位時間当たりに描く面積は一定である。 近地点Aで の面積速度は 12/24v』であるから,遠地点 B での速度vgは,a,b, vaを用いて, - UB=ク と表される。 だ円軌道上では、力学的エネルギーは運動エネルギーと万有 引力による位置エネルギーの和であり保存されるから, 点A と点 B での力学的エネル ギーが等しいことは, G, M, m, va, UB, a, b を用いて,ケで表される。 (ウ), (ク),(ケ)より, a, b を用いて, "=| | XVO, UB=サ となる。 人工衛星が図のようなだ円軌道を描くためには,点Aでの力学的エネルギーが負で あればよいので, v = (ウ) を考慮すれば, "A<シ xv となる。これと (カ) より, Vの上限は, mo, m' を用いて, ス となる。 (コ)×vo の式を変形して, 6 (人工衛星の到達距離) を vo, va, a を用いて表す。 この式を用いて,vAが(シ)×vに限りなく近づくと,人工衛星の最大到達距離はどう なるかを述べよ。〔セ]

なぜ、板はaで加速度運動をしているってわかるのですか？

性力の問題を解く! ② 問題演習 体を置くと、小物体は板の上をすべりおりた。 次に板を同じ角度で 図のように、粗い板を水平とりの角をなすよう傾けて、その上に小物 輝けたまま水平左方向に一定の加速度で動かしつづける。このとき､ が物体が板の上で静止したままであるためには、板の加速度の大きさ をどのような範囲にすればよいか。 ただし、重力加速度の大きさをg. | 小物体と板の間の静止摩擦係数を」とする。 MS! 224374017 まず小物体が板に沿ってすべり落ちないようにする杉は DC azt 準備 で、ための条件を考えます。 板の加速度の大きさをα 小物体の質量をmとし、板に乗っして 3 た立場で式を立てます。 板に乗らない立場でも問題を解くことは可能です が、このときは小物体も板と同じ加速度で動くので、運動方程式を立てる ことになり、少しめんどうです。 それに対して,板に乗った立場では,水 物体は静止しつづけていますから,力のつりあいの式を立てればよいので す。 そのかわり、板はαで加速度運動しているので、 慣性力を考慮しなけれ ばなりません。 END このとき小物体に働く力は, ①重力mg (鉛直下向き), ② 《タッチ> し ている板からの垂直抗力Nと静止摩擦力」。 そして③水平右方向の慣性力 の4つになります。