高一物理基礎の熱とエネルギーの分野です。 解答をみたのですが、どうしてもどうしてこうなるのかが分かりません。テストが迫ってきているので、どなたか教えて頂けると嬉しいです。

例題31 90. 熱効率 ある船の主機関は,重油を燃料とする最大仕事率 2520kW のディーゼル機関である。この船 を全速力で1時間運航するには,何kgの重油が必要か。ただし,重油 1kg の発熱量は 4.2×107J,熱効率は 40% とする。 大脈 (1) 例題 31

(２)でなぜBが高電位になるのか分かりません 回転すると右向きの磁束が増えるからそれを妨げるために、AからBの向きに電流が流れるのでAが高電位になるんじゃないんですか？

f B セント 135 〈交流の発生> 113 (2) 辺abは磁場を横切る体なので、 誘導起電力の式 「V=Blo」 を用いる。 (3)(pq間に発生する誘導起電力) (コイルの各辺に生じる誘導起電力の和) 標準問題 (5) コイルに生じる誘導起電力の大きさは、ファラデーの電磁誘導の法則 「V=-N4 at」を用いる。 A 135.〈交流の発生> 図1のような辺の長さが1の正方形 abedからなる1回 巻きのコイルを,磁束密度Bの均一な磁場の中に置き、 磁 力線に垂直な軸のまわりに,一定の角速度で図の矢印の 向きに回す。 コイルの両端はそれぞれリング状の電極p と qを通して,常に抵抗Rとつながっている。 このとき、コ イルは回転するが, リング状の電極と抵抗は静止したまま である。図2(a) と (b)は回転軸にそって見たコイルと磁力線 (a) = 0 である。図2のように,コイルの面と磁場の角度は,時 N S P 9 R- 図 1 B (b) t=to N S N S 刻 t=0 のとき 0=0, 時刻t=to のとき 0<B<1であ R cd ab 8 図2 った。次の問いに答えよ。 [A]各辺に生じる誘導起電力を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。答 えには1,B,w, tのうちから必要なものを用いよ。 〇 (1) 辺 ab 部分の速さを表せ。 (2)時刻における辺 ab 部分に生じる誘導起電力の大きさを表せ。 (3) 時刻 t における各辺に生じる誘導起電力を足し合わせることで, pq間に発生する誘導 起電力 Vの大きさを表せ。 〔B〕 ファラデーの電磁誘導の法則を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。 答えには l, B, w, tのうちから必要なものを用いよ。 (4) 時刻 t におけるコイルを貫く磁束を表せ。 (5) 時刻 t におけるコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさを表せ。 ただし、必要であれば, 次式を利用してよい。 Asin wt =wcoswt, 4t ⊿coswt =-wsin wt At [C] 抵抗に流れる電流I と消費電力Pを考える。 p から抵抗を通って q に流れる電流の向 きを正とする。 記 (6) 時刻 t = to における辺 ab に流れる電流Iの向きを図1に矢印で示せ。 また電流Iに よってコイルが磁場からどのような向きの力を受けるか説明せよ。 (7) 消費電力の最大値 Pmax を1, B, w, R のうちから必要なものを用いて表せ。 また, P と wtの関係を 0≦wt2 の範囲でグラフに図示せよ。 [23 徳島大〕 (8)電流が磁場から受ける力 「FIBL」の向きは、フレミングの左手の法則より判断する。 2 (7)消費電力Pは, 「PIV=PR=」から適当な形の式を用いる。 〔A〕 (1) 辺abの速さひab は, コイルの回転半径が であるので,速さと角 2 速度の関係式 「v=rw」 より Vab 51=- (2) 時刻において,辺ab は水平から角度 wt 回転しているので 辺ab の磁 場に垂直な方向の速度成分 Vabi は図a より 上向きを正として Vabi = Dab COSWt=coswt と表される。 辺ab に生じる誘導起電力の大きさ | Vab|は, 「V=Bl」 より |Vab|=|Blvabi|=| 11=B1.12 cost=/12/Blacoswt| このとき,swt< ならば誘導起電力の向きはレンツの法則A より bが高電位となる向き ※Bである。 (3) 磁場を垂直に横切る辺は辺abと辺cdであり, これらの辺にのみ誘導起 電力が生じる。 辺cdについても 時刻に生じる誘導起電力の大きさを |Veal として求めると, 辺ab についての(1),(2)と同様になり <<-*A によっ くる磁 れた磁 B 公式カ 状 |V|=|Blucas|=|Bl-cos wt|=Bl³w|cos wt| 誘導書 Out < ならば誘導起電力の向きはレンツの法則よりdが高電位とな る向きである。 求め V=|Van|+|Vcal=12Blwlcoset|+1/2 よって Vab と Veaの誘導起電力の向きは同じ方向であるので, pq間に発 生する誘導起電力の大きさ Vは Blwcoswt|=Bl°ω\coswt| 〔B〕 (4) コイルの面積をSとする。 時刻において, コイルは水平から角 ・度回転しているので、 磁場に対して直角方向に射影したコイルの面積 Sは図bより S=S|sint|=|sinet| このとき、コイルを貫く磁束は、磁束の式 「Ø=BS」より, 0<wt<πで のコイルの向きに対してコイルを貫く磁束を正とすると =BS = Blsinat (5)(4)においてコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさ|Vは,ファラデーの 電磁誘導の法則 「V=-N2」より 4t |V|=|-1×40 |=|_ A(BIªsinwt)|=|- BF²-- =l-Bl2wcoswtl=Blw\coswt|C Asin wt At ---

至急です。(2)です。 なんでEAもEBも力学的エネルギーのKの部分は0なんですか

66. 保存力以外の力の仕事 図のように、なめらかな斜面とあら い水平面がつながっている。 水平面から高さ 0.25mの斜面上の点Aに 質量 2.0kg の小物体を置き,静かにすべらせたところ, 物体は水平面上 に達してから 0.70mの距離をすべって点Bで停止した。 重力加速度の 大きさを9.8m/s2 とする。 A 0.70m 0.25m B (1) 物体がAからBまで移動する間の, 物体の力学的エネルギーの変化を求めよ。 Pa\m) (2) 物体と水平面との間の動摩擦力の大きさ f [N] を求めよ。 121 W = -Fz

ドップラー効果について質問です 図のように音速c、振動数f0の音源がvで動き、観測者がuで動きます。 漆原という参考書では振動数が音の発射地点でf’に変化するとあったのですが、f0のままではないのですか 自分は普段画像の様に解くので音源の振動数f‘？を調べず観測者の振動数を... 続きを読む

f, #c ↓ 一足 C-1 C-U F on f. C x=c-1 fe C ctu C+u C C-u

例27です。ピンクマーカーのとこがよく分かりません。

[リード C Let's Try! 第6章 熱とエネルギー 61 例題27 熱量の保存 ➡ 78, 79, 80 解説動画 熱量計の中へ140gの水を入れたとき,容器も水も一様に温度が27℃になった。 (1) 図1のように,この中へ47℃の水 40g を追加したところ、全体の 温度が 31℃になった。 容器の熱容量Cは何J/K か。 水の比熱を 4.2J/(g・K) とする。 (2)さらにこの中へ、図2のように,100℃に熱した 150g の金属球を 入れてかきまぜたところ,全体の温度が40℃になった。金属球の 比熱cは何J/(g・K) か。 150g 100°C 40g 140g 47°C 180g 31°C 27°C 図 1 図2 指針「高温物体が失った熱量=低温物体が得た熱量」すなわち、熱量の保存の式をつくる。 解答 (1) 熱量の保存によって 40×4.2×(47-31) =(140×4.2+C)×(31-27) これを解いて C=84J/K (2) 熱量の保存によって 150×c×(100-40) ={(140+40)×4.2+84}×(40-31) これを解いて c=0.84J/(g・K) [POINT 熱量の保存 高温物体が失う熱量=低温物体が得る熱量

このように解いたのですが、解答を見てもよく分かりませんでした。図がなんでこうなるのか分かりません。

5 平面上の相対速度① 直に降るなか、水平面上をまっすぐに電車が17m/sで走っていると、 電車の中の人から見ると 直方向との角度で降っているように見えた。雨の降 っている逸当を求めよ。ただし、 とする。 1.7 o 6

物理のエネルギー保存則の問題です。 この問題の(2)は等加速度直線運動の公式を使って解くことは出来ないのでしょうか？？ 等加速度直線運動の公式は摩擦があると使えないということなのですか…？？ 教えていただきたいです！！

34 力学 [11] エネルギー保存則 質量mの小球Pと3mの小物 体Q を糸で結び、Qを傾角30°の 斜面上の点Aに置き、糸を斜面 と平行にし、滑車にかけてPを つるす。 斜面は点Aの上側では 滑らかであるが、下側は粗く、 Qとの間の動摩擦係数は 1/3で P m Vo +1 Vo 3m → C 30° ある。Pに鉛直下向きの初速vo を与えたところ, Qもひで点Aから動 き出した。 重力加速度をgとし エネルギー保存則を用いて答えよ。 ((1) Q の達する最高点Bと点Aとの距離はいくらか。 (2) はやがて下へ滑り点Cで止まった。 AC間の距離Lはいくらか。 Level (1) ★ (2) Point & Hint Pの重力 mg よりもQの重力 の斜面方向の分力 3mg sin 30° の方が大きいので、静かに放せ →ばQ が下がりPが上がる状況。 運動方程式でも解けるが、エ ネルギー保存則で解かなければ ならないし、そのほうが早く解 ける。 !!! (1) 摩擦がないので力学的エネ Base 力学的エネルギー保存則 12m+位置エネルギー=一定 ※位置エネルギーには、重力の位置エ ネルギー mgh やばねの弾性エネ ルギー -hx2 などがある。 摩擦がないとき成り立つ。 厳密には 非保存力の仕事が0のとき成り立つ。 ルギー保存則が成り立つがPとQが糸を通して力を及ぼし合い、エネルギーの やり取りをしているので, PやQ単独では成立しない。 全体(物体系)について扱 うこと。運動エネルギーと位置エネルギーの総量が保存されるが、失われたエネ ルギー=現れたエネルギーとすると式を立てやすい。 (2) 元の位置に戻ったときの速さをまず押さえたい。 その後は摩擦があるので、摩 擦熱を取り入れ、エネルギー保存則を立てる。 摩擦熱=動摩擦力×滑った距離

物理の運動方程式の問題です。 この問題の(5)で、垂直抗力Nを求めるときに、写真3枚目の図から、N=Mg/2という風に、力のつり合いで解くとダメな理由を教えていただきたいです… 力のつり合いが成り立っていないからでしょうか？直線に垂直な方向ではつり合っているようですが、力の... 続きを読む

26 力学 8 運動方程式 物体A(質量 M) およびB(質量)を 糸の両端に結び, A を滑らかな斜面上にお き, Bを斜面の上端に取り付けた滑車を通 してつり下げる。 いま, Aを手で支え,そ の水平な上面に物体Cをのせてから,Aを 静かに放したら,AはCをのせたまま斜面 に沿って加速度(gは重力加速度)で滑 りおり始めた。Aが距離だけ進んだとき, C A B CをAの上から取り去ったところ,Aはその後一定の速度で滑りおり ていった。 (1) 斜面が水平面となす角はいくらか。 (2) 加速度運動をしているときの糸の張力はいくらか。 (3) 等速度運動をしているときのAの速さはいくらか。 (4) 物体 Cの質量はいくらか。 (5) 加速度運動をしているときCがAに及ぼす鉛直方向の力はいくら か。 (6)加速度運動中, CとAの間に滑りを起こさないためには, 両者間 の静止摩擦係数はいくら以上でなければならないか。 (兵庫県立大) Level (1)~(4)(5),(6) Point & Hint (1) C を取り去った後の運動に目をつける。等速度運動は力のつり合いのもと で起こる。 (2)Bに注目する。 (5) 力は2物体間で生じ, それぞれが受ける力の大きさは等しく, 向きは逆向きで あるという作用・反作用の法則を意識して,Cに注目する。 (6)AC 間に滑りはないから, AC間の摩擦は静止摩擦。

物理基礎の力のつり合いの問題です。基本例題8で、ボールに働く力についてで、いくつか質問があります。 ①Fはバネを右に引いた力と同じですか？ ②ボールを右に引く力が働いたら、その反作用でボールが左にバネを引く力がないのはなぜですか？ 作用反作用がいつ働くのかがいまいちわかって... 続きを読む

例題 解説動画 基本例題8 力のつりあい 基本問題 58,596465666768 軽い糸の一端を天井につけ、 他端に重さ 2.0Nの小球 をつなぐ。この小球に, ばね定数10N/m の軽いばねの 一端を取りつけ,他端を水平方向に静かに引いた。 糸が 鉛直方向と60°の角をなして小球が静止しているとき 力の ばねの自然の長さからの伸びは何mか。 C 2.0N 10N/m 60° 00000 指針 小球は、重力, ばねの弾性力, 糸の 張力を受けて静止しており,それらはつりあって いる。 ばねの弾性力をF[N], 糸の張力をT〔N〕 と すると, 小球が受ける力は図のように示される。 力を水平方向と鉛直方向に分解し, 各方向におけ る力のつりあいの式を立てる。 これからFを求め, フックの法則を利用してばねの伸びを求める。 水平方向:F- T=0 2 鉛直方向: T 2 --2.0=0…② | 解説 水平方向, 鉛直方向のそれぞれの力 のつりあいから, √3 T[N] √ T(N) 30° 720 [N] 式 ②から,T= 4.0Nとなり,これを式①に代入し てFを求めると, F=2.0√3N ばねの伸びを x[m] とすると, フックの法則 「F=kx」 から, F 2.0√3 x= 2.0×1.73 10 10 -=0.346m 0.5m Point F〔N〕 小球にはたらく3つの力がつりあって いるとき,水平方向と鉛直方向のそれぞれの成 分もつりあっている。 V2.0N 基本例題 9 ばねと作用・反作用 同じばね定数の2つの軽いばね A, B を用意する。 ばね Aの一端を壁に取りつけ, 他端におもりをつるして静止さ せる。一方, ばねBは,その両端にそ して静止 基本問題 71, 72,73 LA 0000000000 [知識] 57. 重さと質量 基本 地球上の重力加速度の大き 大きさを地球上の1であるとして、次の各 (1)地球上での重さが294Nの物体の質量に (1)の物体が月面上にあるとき,その質 (3)(1)の物体が月面上にあるとき,その重 [知識 58. 糸の張力 図のように, 質量 1.0kg のお て静止させた。 このとき, おもりが受ける ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 と [知識 59. ばねの弾性力 自然の長さ 0.200mの軽 さが 0.240mになった。 重力加速度の大きさ (1) ばねのばね定数を求めよ。 (2) ばねに質量 5.0kgの物体をつるすと, ヒント ばねの弾性力の大きさは, ばねの伸びに上 思考 60. ばねのつりあい 表は,軽いばねにさ おもりをつるし、ばねの自然の長さからの ものである。重力加速度の大きさを9.8m/s 各問に答えよ。 (1)自然の長さからのばねの伸びx[m]を 弾性力 F〔N〕を縦軸にとったグラフを描い (2)

(4)なぜθ=0°を代入するのですか？

必修 基礎問 62 薄膜の干渉Ⅱ 図1は波長の単色平行光線が, 空気中か らガラスの表面をおおう厚さdの薄膜に、入射 角0で入射したとき, 光が反射, 屈折 (屈折角 ゆ) する様子を示している。 空気と薄膜の境界 面上で反射する光はAA'DEの経路 を進み, 薄膜とガラスの境界面上で反射する光 入 A A' B 0 D 1 空気 B' n2 d 薄膜 22 C n3 ガラス 図 1 はB→B'→C→D→Eの経路を進む。 ここで, AB, A'B' はそれぞれ同 位相の波面である。空気, 薄膜の屈折率をそれぞれ1, 2 とし,n22はガラス の屈折率 n3 より小さいものとする。 (1) 光が点Cおよび点Dで反射するとき, 光の位相の変化量をそれぞれ答えよ。 (2)2つの反射光の光路差をもたらす部分の経路差をd, Φを用いて表せ。 (3)2つの経路から来た光が点Eで弱め合う条件をd, 0, n2, 入 を用いて表 せ。 ただし,m=0, 1, 2, ... とする。 (4) d=1.00×10-7 [m], n2=1.40 として, 白色光 を垂直に入射させた。 反射光のうち干渉で打ち消 し合う波長を求めることにより, 何色に色づいて 見えるか。 必要ならば、 図2の色相環を用いよ。 図2には円周に沿って [nm] 単位で色光の波長 を示している。 この図において,円の中心に対し 770nm 380nm 640nm 赤紫 430mm 橙 青 590 nm 黄 ** 550 nm 490mm 図2 色相環 て向き合っている2つの色光を混合した場合にも, 白色に見える。この これら2色は互いに補色(余色)であるという。 例えば、 白色光から 色が消えると補色の緑色に見える。 (甲南