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物理 高校生

(3)の「仕事を1時間した」というのは、「ディーゼル機関が仕事を1時間した」と同じですか?

基本 仕事率 70KW, 熱効率 30%のディーゼル機関がある。この熱機関は,重油を燃料とし て仕事をする。1.0kgあたりの重油の発熱量を4.2×107Jとして, 次の各間に答えよ。 (1) ディーゼル機関が1時間にする仕事はいくらか。 (2) 仕事を1時間したとき,仕事に変わることなく外部に捨てられた熱量はいくらか。 (3)仕事を1時間したとき,消費された重油は何kg か。 T00 (1) 仕事率は,1s間あたりの仕事 指針 である。すなわち, 70kW=70×10°W の仕事率 では,1s 間に70×10°Jの仕事をしている。 (2) 熱効率が30%なので, 重油の発熱量のうち, 30%が仕事に変わっている。 (3) 1時間の重油の発熱量からその質量を求め 値を用いて, 2.52×10° Q. 0.30= Q=8.4×10°J 外部に捨てられた熱量を Q2[J]とすると, W'=Q-Qの関係から, Q2=Q-W'=8.4×10°-2.52×10° =5.88×10°J る。 解説 る。求める仕事 W'[J]は, W'=70×10°×3600=2.52×10°J (1) 1時間は 60×60=3600sであ 5.9×10°J (3) 1時間に消費される重油の質量をm[kg]と すると、1時間の発熱量Q.[J]は,次のように 2.5×10°J 2)重油の1時間あたりの発熱量をQ[J]とす 表される。 Q=m×4.2×107 したがって,(2)の Q,の値を代入すると, ると,熱効率の式e=- W' から,(1)で求めた Q。 Q 8.4×108 =20kg m= 三 4.2×107 4.2×107

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物理 高校生

(2)回答では➕1.5m毎秒となっているんですが、川下に1.5m毎秒と答えたらダメなんですか??

3 速度の合成,相対 7 速度の合成 速度の合成について,次の問い に答えよ。 速さ 2.0n 平行に,川 かって船が 例題 速さ3m/s で流れる川の中を、 船(静水中 での速さ5m/s)が川の流れと平行に進む。次 の各場合について, 川岸に対する船の速度(向 きと速さ)を求めよ。 ① 船が川下に進む場合ち ②船が川上に進む場合5 速さを求め 解同じ向きの速度の合成: 向きが同じ、 大きさは和 逆向きの速度の合成:向きは大きい方の向き, 大きさは差 川下に向かう向きを正の向きとし、川岸に対する船の速度を u[m/s)とする。 0 ロ=(+3)+(+5)=D+8[m/s] 川下に8m/s (4) 東向き 電車の床 +3m/s +5m/s いて、地 速さ)をそ +8m/s ロD 東向 2 ロ=(+3)+(-5)=-2[m/s] 川上に2m/s +3m/s -5m/s -2m/s (1) 速さ4.5m/s で流れる川の中を, 船(静水中 での速さ8.0m/s) が川の流れと平行に進む。 次の各場合について, 川岸に対する船の速度(向 きと速さ)を求めよ。 O 船が川下に進む場合 口2 西向 (5) 東向 川下に12.5mk 動車に 『2 船が川上に進む場合 ついて と速さ *5-Y ロD 東 UEE35の 口(2) 船(静水中での速さ 9.0m/s)が, 川の流れと 平行に,川岸に対して速き7.5m/s で川上に向 かって進んでいる。川の流れの速さを求めよ。 D 口2 7.5=-?+。 山下に1.5mk EGETABLE OIL INK 書は植物油インキを 使用しています。

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物理 高校生

(2)②で答えでは20秒後➖100メートルと書いているんですが、僕は10秒〜20秒の間の10秒間で200メートルとしました。 なぜダメなのか教えて欲しいです

or 10 き ひ4(m/s) 速直線運動 x軸上を運動する物体につい 次の問いに答えよ。ただし, 変位と速度の向 きは符号で示せ。 例題図は、等速直線運 動している物体の変位 100 x (m)と時刻 [s] の関 (2) 図は,時刻t30[s] に原点0を通過した 物体について、速度 Cm/s)と時刻 t[s)の関 係を表したグラフ (ひーtグラフ)である。 口D t=12(s)での原点Oからの変位は何 mか。 10 0 10 20 t[s) x4 (m) -20 たB 係を表したグラフ 50 り後。 を西 問い くて (x-tグラフ)である。 0物体の速度 v[m/s) を求めよ。 2 t=5.0[s]からt310.0[s]の間の物体の変 位を求めよ。 て4o) + 60m hMao) 口の 物体の原点Oからの変位×[m] と時刻t 0 5.0 10.0 t[s) [s]の関係を表すグラフ(xーtグラフ)をかけ。 ュf× 2 -yomm ー2m~f×o=ー20m x4 (m) 100 東 (+100)-(+50)ー+5.0m/s 開の ニ 10,0-0 O t(s) これはxーtグラフの傾きを表す。また。このグラフの切 片(=0(s]のときのxの値)は、50 xをで表すと、x-5.0t+50 の 物体は+5.0m/sの速度で等速直線運動しているので、 +5.0×(10.0-5.0)=+25 m ズ=5.0t+50に= 5.0[s), 10.0 [s]を代入して,求めるこ ともできる。 10 20 恵度は とと a12 ー200 (1) 物体が、時刻t30 [s] に原点0を通過し、 t=15[s]まで、速度 +4.0m/s で等速直線運動」 した。 口D 物体の速度 [m/s] と時刻 t[s] の関係を表 すグラフ(ひーtグラフ)を下の図1にかけ。 口2 t=15[s)での原点0からの変位は何mか。 (3) 図は,物体の原点0 からの変位x[m]と時刻 t[s]の関係を表したグラ 140 フ(x-tグラフ)である。100 口D t=0~20[s], t=20 ~40[s], t=40~60[s] の場合の速度をそれぞれ求めよ。 (8 に30 m/s 20-40 60(s) 0 速度は何 きととも 0~20s 20~40s 4-15 40~60s +60m 口2 物体の速度が[m/s) と時[s]の関係を表 すグラフ(ひーtグラフ)をかけ。 口3 物体の原点Oからの変位x[m] と時刻 [s)の関係を表すグラフ(x-tグラフ)を図2 ひ4(m/s) 車の平 m/s か。 に にかけ。 図1 図2 ひ4(m/s) *4(m) 60 0 20 40 60 t[s) 4 口3 t=0~20[s]での原点0からの変位x[m] 東度は 15 t(s) 0 15 t[s] をts)で表せ。 0 きとと 口のt=40~60 [s] での原点0からの変位x [m)をt[s)で表せ。 口の t=0~15[s]での原点0からの変位xIm] を[s)で表せ。 B、 VEGETABLE OL INK 物油インキを

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物理 高校生

波 ○S1,S2ははじめは振動するけど、お互いが干渉し合うとそのあとはずっとS1,S2m は定常波の節になって動かなくなるんでしょうか、、??

B 図2のように, 深さ一定の大きな水槽に水を張り,水面近くで互いに5.0 cm 離れた2つの波源 S,と S, を同位相で鉛直に振動させたところ, 振幅が等しく。 波長が2,0cmの水面波が発生した。 図2の実線は, ある瞬間における, S,, S, から広がる波の山の波面を表しており, S, S, を中心とする最も小さい山の波 面の半径は,いずれも 2.0cmである。以下では, 水面波は正弦波とみなし、ま た波の減衰は考えないものとする。 19 0 の 変位 変位 山 2 C 山 S2 S S ら=れは、S,Slee考えてるから 谷 谷 谷 はたがな方向に遊む マたの役具の話し。 V 2.0 cm 変位 山 変位 「山 山 山 Sa S」 ; S2 S」 図 2 谷 谷 谷 谷 谷 問4 S,P=3.5cm, S,P=5.5cmを満たす点Pにおける振動についての記述と どを修液の腹と腹のA隔はう油の波長の士になる。 して最も適切なものを, 次の①~⑥のうちから一つ選べ。 18 1,0cm 2 O図2の瞬間のPの変位はゼロであり, この後, Pは谷になる前に山と なる。 @図2の瞬間のPの変位はゼロであり, この後, Pは山になる前に谷と なる。 図2の瞬間のPの変位はゼロであり, この後も変位はゼロのままであ る。 図2の瞬間のPは谷であり, この後, Pは山となる。 図2の瞬間のPは谷であり, この後も Pは谷のままである。 - 18 - - 19 -

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(3)のア〜カで、nの値をどう決めてるか分かりません。教えていただきたいです。

(2) 図bのように一定速度っで上昇しているときの 力のつり合いより、 電気力 qE qE=mg+kru。 =kru,+ krv2 (: ①) kr(o,+ u) 標準 10分 E チェック問題 (2 ミリカンの実験 油滴が空気中を運動するときの抵抗力の ゆてき |●油滴 大きさfは、球の速さゃと半径rに比例し, 比例定数んを用いてf=kruと与えられる。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 密度pの油滴が一定の速さ,で落下し た。この油滴の半径rを求めよ。 (2) 次に(1)の油滴に正の電荷qを与え上向きの電界Eを加えた ら一定の速さめで上昇した。 このとき電荷qをひ, U2, E, k. p, gで表せ。 (3) qの値をいくつかの油滴について測定すると次のの~の のような数値を得た。 (単位は10~C)電気素量eを推定せ よ。ただし, 各データはeの12倍以内であるとする。 V」 q= E mg E UitUz 3k' kru2 V2 4 E V4Tpg +q 図b これで、油滴が帯びている電気量qを測定できることになったね。 いきなりデータが与えられても, どう扱えばよいのやら… 19)各データのqは電気素量eの自然数n倍になっているはずだね。そこで. 電気素量をe[×10 "C)として, 各データをexnの形に仮定して、 eの ① 7.90 値を求める。 の 1.69 3.28 4.97 の 1.69=e×1 . e=1.69 12.8 カ 15.6 3.28=e×2 e=1.64 4.97=e×3 . e=1.66 解説 7.90=e×5 . e=1.58 12.8=e×8 . e=1.60 (1) 図aのように一定速度、で落下しているときの力の つり合いより, 抵抗力 kru、 カ 15.6=ex 10 .". e=1.56 kru,=mg…① V」 ので1.69=e×2, ④で3.28=ex4はダメですか? ここで, 油滴の質量mについて mg ピxp するとので 15.6=ex20 となって n<12 に反してしまうからダメだよ ここでの~のの平均をとると。 -=u 図a 体積 密度 (1.69 + 1.64 + 1.66+1.58+1.60+1.56) +6=1.6216…キ1.6 より。 よって,求める電気素量の値は 4 kru、 -nrp×g e=1.6×10-19(C).… 3ku」 ア= 4Tpg となる。

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