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物理 高校生

(3)をわかりやすく教えてください🙇‍♀️✨

基本例題 2 速度の合成 流れの速さが2.0m/sのまっすぐな川がある。 この川を、静水上を4.0m/sの速さで進む船で 移動する。 60 m 72m (1) 同じ岸の上流と下流にある, 72m離れた点A と点Bをこの船が往復するとき,上りと下り に要する時間 [s], [s] をそれぞれ求めよ。 8 (2) この船で川を直角に横切りたい。 へさきを向けるべき図の角0の値を求めよ。 ◆(3) (2)のとき, 川幅60m を横切るのに要する時間 t [s] を求めよ。 指針 (2) 船(静水上) の速度と川の流れの速度の合成速度の向きが、 川の流れと垂直になればよい。 調圏 (1) 上りのときの岸に対する船の速度は [注] 川を横切る船は, BAの向きに 4.0+(-2.0)=2.0 へさきの向きとは 95 60° 72 異なる向きに進む。 m/sだから = 36s 2.0 (3) 合成速度の大きさを 4.0m/s 下りのときの岸に対する船の速度は [m/s] とすると, A→Bの向きに 4.0+2.0=6.0m/s だから = 12s 直角三角形の辺の比より v=2.0×√3m/s 72 6.0 この速さで 60mの距離を進むので 60 60x√3 =10√3s 2.0×√3 2.0×3 (2) 船が川の流れに対して直角に進むの で、右図のように, 船 (静水上) の速 度と川の流れの速度の合成速度が 川の流れと垂直になる。ここで, △PQR は辺の比が1:2:√3の直 角三角形である。よって8=60° ここで,31.73 として t=10×1.73=17.3≒17s [注 √3=1.732... や, 2 = 1.414…. など の値は覚えておこう。 2.0m/s 4,5,6 解説動画 2.0m/s V 7.09 P2.0m/s

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物理 高校生

(2)の②で流れと垂直の向きから上流側に30°の向きに先端を向けるのが答えなのですがなぜ30°になるのか教えてください😭

流れの速さが3.0m/sの川を、静水時での速さが 6.0m/sのボートで移動する。 AB間の距離と川幅はい ずれも90m とする。 (1) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間 をそれぞれ求めよ。 90m 3.0m/s 90m- 1 流れと同じ向きにAからBへ向かう。 (2) 流れと逆向きにBからAへ向かう。 (2) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間をそれぞれ求めよ。 ②につい ては,ボートの先端をどの方向に向ければよいかも答えよ。 Aから流れと垂直の向きにこぎ出して対岸へ向かう。 Aからこぎ出して, 対岸のCへ向かう。 2つのベクトルを合成することにより, 合成速度を求める。 ボートの進む向きを正とする。 同じ向きのベクトルの合成なので,右図より 6.0m/s 3.0m/s ひ1 = 6.0 +3.0 = 9.0m/s VI 90 到達時間は、 = = 10s 9.0 3.0m/s 逆向きのベクトルの合成なので、右図より, v2 = 6.0+ (-3.0) = 3.0m/s 90 = 30s 到達時間は, t2 = 13.0 _2) ① 垂直となるベクトルの合成なので、 右図より, 考え方 24 ? [解説 (1) ① v3=√6.02+3.0°= 3.0√5=3.0×2.24 = 6.72 ≒ 6.7m/s ボートの速度の岸に垂直な成分は 6.0m/s なので, 90 到達時間は, ts= = 15s 6.0 別解 実際に船が進む距離をxとすると,右図の三角形の相 似より, x:90=3√5:6 よって, x=45√5m 45/5 -=15s この距離をv=3√5m/sで進むので、 t= ② 右図より流れと垂直の向きから上流側に30°の向きへ先 3√5 端を向ける必要がある。 また, 合成速度 24 と到達時間は, √3 = 3.0/3 v4=6.0 cos30°= 6.0 x - 2 = = 3.0×1.73 = 5.19 ≒ 5.2m/s 90 = 10/√3= 10×1.73 = 17.3 ≒ 17 s 3.0/3 3:2 204 = 6.0√3 com/s t4 B 6.0m/s V₂ 6.0 m/s x 201 90 m 3.0m/s V3 6.0 m/s 3√5 m/s 23.0m/s 6 m/s 30 ° V₁

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物理 高校生

(5)なんですが、Qが斜面を離れる時T2=0ではなぜダメなのですか?

セント 24 〈動く斜面上の糸でつるした小球〉 (2) (4) 加速度運動しているP上で観測すると,Qには重力, 垂直抗力、張力のほかに慣性力がはたらいて、 ている。 ヒント (3) 『Qは斜面にそって上昇する』糸がたるむので糸の張力は0になる (5) Qが斜面から離れる垂直抗力は0になる N P (1) 台Pが静止しているので、小球Qには たらく力は重力、張力、 垂直抗力である (図a)。張力の大きさを T, 垂直抗力の 大きさをNとすると, 小球Qについて、 斜面方向の力のつりあいより mg coso B T=mgsin0 [N] 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N=mg cos 0 (N) (2) 左向きに加速度 α 〔m/s'] で運動する台 P上で観測すると,小球Qには大きさ ma〔N〕 の慣性力が右向きにはたらき, 小球Qは静止している (図b)。 張力の大 きさを T', 垂直抗力の大きさをN' とす ると,小球Qについて, mgsine 斜面方向の力のつりあいより mg cosa T'+macos0=mgsin0 よって T'=mgsino-macos0 [N] mg 図b 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N' =mgcos0+masin0 [N] ※A (3) 小球Qが斜面にそって上昇するとき, 糸がたるんで張力は0になる。 これよ り台Pの加速度がα 〔m/s ] になったとき, 張力の大きさ T' の値 (①式)が 0 になる。 ① 式より gsin0 よって ao= -=gtan 0 [m/s²) cos o N" T' T'=mgsin0-macos0=0 (4) 右向きに加速度6[m/s'] で運動する台 P上で観測すると, 小球Qには大きさ mb〔N〕 の慣性力が左向きにはたらき, 小球Qは静止している (図c)。 張力の大 きさをT", 垂直抗力の大きさをN" と mb sina mbicos A すると, 小球Qについて, 斜面方向の力のつりあいより T"=mgsin0+mb cos 0 [N] mg sin of 斜面に垂直な方向の力のつりあいより N"+mbsin0=mgcost mg よって N"=mgcos-mbsin0 [N] B (2) (5)小球Qが斜面を離れるとき,垂直抗力は0になる。 これより,台Pの加速度 が bo〔m/s?] になったとき,垂直抗力の大きさ N"の値 (②式) が0になる。 ②式より N"=mgcoso-mbosin0=0 よってbo= gcose g sino - [m/s2] tan 0 mgsin 0 Q mg N'Y Q mb ma masine C TIT. 図 a macose mg coso 図 c 25 (5) 三角 (7) 小 三小小交速 (1) 小 (2) A 別解 慣性系(静止系 から観測すると、小球Qはた 向きに加速度αで等加速度 動をしている。 N'S N' cos 6 1 Tsine T cose N' sin 8 10 Img 水平方向の運動方程式は ma=N'sin0-T'cose 鉛直方向のつりあいの式は mg = N'cos0+T'sin0 この2式より T'=mgsin0-macose [N] N'=mgcos0+masino [N] ←B 別解 慣性系 (静止系 から観測すると小球Qは 向きに加速度で等加速度 動をしている。 T'sin 6 N'' cos O- N" T T'' co N'' sin 10. Img 水平方向の運動方程式は mb=T"cos0-N"sin 鉛直方向のつりあいの式 mg=T"sin0+N"co この2式より T"=mgsin0+mbcos N"=mgcoso-mbsin (3

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物理 高校生

6番の答えはこれでもいいですか?(3/2 nRΔT) またnCvΔTでなければならない場合、それはなぜですか?

& C. 192 マイヤーの関係式 気体の物質量をn, 定圧モル比熱をCp, 定積モル比熱を 気体定数を R とする。 定積変化において温度変化が AT であるとき,吸収した熱量は n, Cv, 4T を用いて. ① となる。 熱力学第1法則より,このときの内部エネルギー の変化は,n, Cv, 4T を用いて, ②となる。 圧力 右図のような A→Bの変化 (定圧変化) を考える。 A→B において圧力がp, 体積変化がAV とすると、気体が外部に B した仕事 W は, p, AV を用いて, w=③ となり,さら ⊿V に理想気体の状態方程式を用いて変形すると, n, R, ⊿T を用いて, W=④ となる。 また, A→Bにおいて温度 16-17 PANE MOTHE OV V+AV 体積 変化が ⊿T であるとき, 吸収した熱量Qは, n, C, AT を 用いて Q = (5) となる。 A→Bでの内部エネルギーの変 化 4U は, AC (等温変化) とC→B(定積変化)とでの内部エネルギーの変化の和に等 ② を用いて, 4U ⑥ となる。 熱力学第1法則より QW.U TASAVE = しいので, Q, W, AU の関係が導かれる。これをマイヤーの関 の間には ⑦の関係があるので,C,=⑧ 係式という。 単原子分子の場合, Cp= 9 二原子分子の場合,C,=⑩0 となる。 ヒント PA .T+4T WCT

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