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物理 高校生

(3)の解説で 30N×200m×cos180°とありますが、この180°はなぜ必要なのですか?

例題1 仕事 質量50kgのスキーヤーが, 傾きの角30° の 斜面に沿って雪面上を 200m すべりおりた。こ のとき, スキーヤーには斜面から大きさ 30Nの 一定の摩擦力がはたらいていた。 重力加速度の 大きさを9.8m/s" として, 次の問いに答えよ。 (1) 斜面をすべりおりる間に, スキーヤーには たらく重力のした仕事はいくらか。 (2) この間に,斜面からスキーヤーにはたらく垂直抗力のした仕事はいくらか。 この間に,斜面からスキーヤーにはたらく摩擦力のした仕事はいくらか。 (4) スキーヤーにはたらく合力のした仕事はいくらか。 10 ① 指針 合力のした仕事は, それぞれの力のした仕事の和に等しいことに着目する。 解 (1) 重力のした仕事を W.[J]とすると,「W=Fscos0」より, W.=50 kg×9.8m/s°×200 m×cos(90°-30°)=4.9×10' J (2) 垂直抗力のした仕事を W。[Jとすると, 垂直 抗力の向きは斜面に垂直であり, 常に変位の向き と垂直なので, cos 90°=0 だから, Wa=0J (3) 摩擦力(動摩擦力)のした仕事を W。[J]とすると, → p.75式(2) 垂直抗力 摩擦力 15 変位 130° 90°-30° W。=30 N×200 mXcos180°=-6.0×10°J (4) スキーヤーにはたらく合力のした仕事を W[J]とすると, Wはそれぞれの力 (重力, 垂直抗力, 摩擦力)のした仕事の和に等しいので, W=W.+W.+ W。=4.9×10'J+0J+(-6.0×10° J)=4.3×10'J 20 重力 スキーヤーにはたらく重力を, 斜面に沿った方向と斜面に垂直な方向とに 分解する。このうちの重力の斜面に垂直な方向の成分と垂直抗力とはつり合 っている。したがって, スキーヤーにはたらく重力と垂直抗力,および摩擦 力の合力は,重力の斜面に沿った方向の成分と摩擦力の合力に等しい。この 合力の向きは変位の向きと同じ向き(斜面に沿って下向き)であり, その大き さは50 kg×9.8 m/s°×sin30°-30N=2.15×10° N である。よって, 合力 のした仕事 Wは,「W=Fs」より, W=2.15×10° N×200 m=4.3×10'J となる。これより,合力のした仕事はそれぞれの力のした仕事の和に等しい, 5 → p.74 式(1)

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物理 高校生

44-2がわかりません。 熱量保存の法則についての、水に鉛を入れるという問題です。教えて欲しいです🙇‍♀️

8-2 鈴 50gの熱容量は何J/K か。鉛の比熱を 0.13 J/(g-K) とする。 3-3 ある物体に 1.5×10°Jの熱を与えたところ, 2.5℃ 温度が上がった。 この物体の 2- 100 ℃ の水 100gをすべて蒸発させるには, 何Jの熱が必要か。 ただし, 水の蒸 発熱を2.26 × 10。J/g とする。 0.45 J/(g-K) とする。 1 章 熱容量はいくらか。 執容量 38 J/K で 50°℃ の物体に7.6×10°Jの熱を与えると何℃になるか。 100℃のお湯 100gに 25°℃の水を 200g混ぜると何℃になるか。 M-2 20 ℃, 300gの水の中に, 70 ℃, 500gの鉛を入れた。温度は何℃になるか。 また,全体の熱容量はいくらか。ただし, 水の比熱を4.2 J/(g-K) とし, 鉛の比 熱を 0.13 J/(g-K) とする。 ある気体に50Jの熱を与えたところ, 気体は外部に15Jの仕事をした。内部エネ ルギーはいくら変化したか。 次のO~3の現象のうち, 不可逆変化をすべて選べ。 0 冷えたペットボトルを放置しておくと, やがて室温になる。 ② 摩擦や空気抵抗がない場合の振り子の運動。 3 水に牛乳を1滴落とすと, 拡散する。 ある熱機関が高温熱源から 5.0×10°Jの熱を吸収し, 低温熱源に4.3×10°Jの熱 を排熱した。熱効率はいくらか。

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