解き方わかる賢い方いませんか？ 今年の近畿大学の医学部公募制推薦の問題です

Mu R² I-CO AJURSADE I-B と同じイオンエンジンを搭載した全質 量 MR [kg] の探査機 Xが地球の重心を中 心とした半径L [m] の円軌道A 上を等速 で運動しており, A を一周する時間は地球 の自転周期T [s] に等しい。 イオンエンジ ンの噴射により, Xを地球の重心を中心と した半径10L [m]の円軌道B上に乗せる 過程を考える。 AとBは同一平面内にある。 簡単のため, Xの運動に対し, 月や太陽の 重力の影響は無視できるものとする。 地球 の半径をR [m], 地上における重力加速度 12 の大きさをg 〔m/s2] とする。 このとき, R, T, g を用いてLは [m]と表せる。無限遠における位置エネルギーをゼロとしたとき, 軌道A, 軌道B上を等速円運動する質量1kg の小物体の力学的エネルギーの大きさ は,それぞれg, R, L を用いて 13 (J), 14 る。図4のように, 軌道A上で等速円運動を行う X を, X の進む向きに [J] と表せ 対して逆向きにイオンを噴射し続けることにより、 徐々にその軌道半径を 増大させながら軌道Bに乗せる。 この間, Xのイオンエンジンの仕事率の 大きさP〔W〕は一定であり, Xに搭載されたイオンの質量の変化はXの 全質量MRに比べて十分小さい。 これらから イオンの噴射によりXが 軌道A を離れ軌道B に乗るまでに要する時間tAB [8] はL, P を用いて 15 xgR2MR と表せる。 R = 6.4 x 106m, g = L=4.2×107m, P=1.0×103W, M=7.0×102kgの時, 有効数字1 = 9.8m/s2, tAB = 桁でtAB= [8] と表せる。 図4 X の軌道の概略 JB

（4）の求め方を教えて下さい🙇🏻‍♀️

8 | 質量3kgの物体を5mの高さまで引き上げるのに, Aは定滑車, Bは定滑車と動滑車,Cは斜面を使 A った。 ひもや滑車の質量, 摩擦は考えないものとし、 100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。 5m 仕事の原理と仕事率 てい かっしゃ BON B 5m² C ま さつ 10m 5m 1 Aの仕事の大きさは、何Jか。 ② A がこの仕事を15秒かけて行ったときの仕事 率は何Wか。 3 Bの動滑車を1つ使った場合は、Aの動滑車を 使わない場合と比べて、ひもを引く力の大きさと, ひもを引く距離はそれぞれどうなるか。 ④ 仕事の原理がなり立つとすると, Cがひもを引い た力は何Nか。

中3：物理理科です 大問8の(2)と(3)の解き方がよくわかりません。。 答えは(2)が16cm/sで(3)が80cmになります。 教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

7 図11のような装置をつくり、おもりを落下 図 11 させ、豆電球を点灯させた。 次の問いについ て答えなさい。 [思考・判断・表現] (1)この実験で、エネルギーはどのように移り変わっ たか。次の①･②にあてはまる語をそれぞれ答えなさ い｡ [完答] おもりの [①] エネルギー→ おもりの [②] エネルギー → 電気エネルギー→ 豆電球の光エネルギー (2) おもりにはたらく重力を4. ONとすると、 おも ありが1.5m落下する間､ おもりに重力がした仕事は 何ですか。 A (3) (2) 、 電流計は0.10A 電圧計は1.2 Vを示し、 落下時間が10秒間だったとすると、発電 された電気エネルギーは何ですか。 8 天井にひもを固定し、 2つの滑車を使って、 図12のような装置をつ図12 くった。 動滑車には質量300gの物体がつるしてあり、モーターに は5.0Vの電源装置と電流計がつないである。 スイッチを入れてモ ーターを回転させると、 物体が引き上げられた。 図13は、 物体を引 き上げたときの時間と距離の関係をグラフに示したものである。 これ について、 次の問いについて答えなさい。 ただし、、 質量 100gの 物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、 滑車とひもの重さ､ 滑車の 摩擦、ひもの伸び縮みはないものとする。 発力×100 1=0.12×10=1.2 から、 (2) の仕事の何%が (3) の電気エネルギーに変換されましたか。%=発良用エネルギー (5) おもりがもつ (1) の [①] エネルギーがすべて電気エネルギーに変換されていないが、エネルギーの総量は変 わらないといえるのはなぜですか。 簡単に説明しなさい。 (1) モーターがひもを引く力の大きさは何Nですか。 (2) 引き上げられている物体の速さは何cm/sですか。 461215:400-21:11 40 (3) モーターは2.5秒間にひもを何cm巻き取りましたか。 501120 100 豆電球 J= wes (4) 物体を40cm引き上げたときの仕事は何ですか。JNxm (5) モーターが物体を引き上げているときの仕事率はいくらですか。 単位もつけ て答えなさい。 W = Jis 200 →J=3×0.4 J=1.2 W = 11275 W=12:50 =0.24 5 図13 引き上げられた [cm] プーリーつき発電機 物体 40 30 20 「おもり (ペットボトルに水を 「入れたもの) 10 0 0 3N 16 はじ 256400 「25 m 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 時間 〔秒〕 150 5.0V 30 ○ モーター 257400 25 750

(1)〜(5)まで解説いれながら教えてください🙏🏻🙏🏻

基本練習 ~運動とエネルギー~ [] 図のように、天井からつるした糸に60gの動滑車と 180gの物体をつり下げ, 定滑車を通してモーターの軸で 糸を巻き取れるようにした。 次に電源装置のスイッチを入 れてモーターを動かすと, モーターは静かに糸を巻き取り はじめ, 動滑車と物体が引き上げられた。 ただし, 100g 動滑車 の物体にはたらく重力の大きさを1Nとし,糸の重さ, 滑車と糸の摩擦は考えないものとする。 60 g (1) 物体にはたらく重力の大きさは何Nか。 天井 物体 180g 床 定滑車 モーター 電源装置 (2) 動滑車と物体が引き上げられているとき, モーターが糸を引く力の大きさ は何か｡ (3) 物体が50cm 持ち上がったとき, 物体がされた仕事はいくらか。 (4) 動滑車と物体を図の位置から60cm 引き上げたとき, モーターが巻き取 った糸の長さは何cmか。 (5) モーターの仕事率が0.3Wのとき, 動滑車と物体を75cm 引き上げるのに かかった時間は何秒か。

理科の仕事で、 台車を引きあげた距離が同じなら仕事の大きさも同じになるのですか？ 例題 写真の（2）

実験1, (3) 実験2で, ばねばかりが示す値は何Nか。 2 同じ台車を用いて, 実験 1 2 を行った。 質量100gの物体 図 1 にはたらく重力の大きさを1とする。 (岐阜改) [実験1] 図1のように, 台車を一定の速さで、手で 上向きに 0.20m引き上げた。 このとき, ばねばか りが示す力の大きさは 10.0Nであった。 [実験2] 図2のようなてこを使って, 押しばねばか りを一定の速さで手で押し下げ, 台車を0.20 m引 き上げた。このとき, 押しばねばかりが示す力の大 きさは, 2.5Nであった。 図2 □ (1) 実験1で, 手がした仕事は 何Jか。 □(2) 実験2で, 台車を0.20m 引き上げるために, 押しばね ばかりを何m下げたか。 □(3) 実験1, 実験2において 同じ速さで手を動かした。 実 験1での仕事率を P., 実験 2での仕事率をPとするとき, P, と P2 の大小関係を正しく表 したものを、次のア~ウから1つ選びなさい。 0.20m Hardlo 2 支点 ばかり 0.20m ゲーム (1) 10 (2) (3) 押しばね ばかり 1 2 ア Pi>P2 イ P, <P2 ウ Pi = P2 P₁ □ (4) 物体を持ち上げる仕事をするために, 図1のように道具を使わ ない場合と,図2のように道具を使う場合で, 仕事の量は変わら ない。このことを何というか, 書きなさい。 |(4) き, ゴムのも ーがビー玉 C (②) 図4のよいた じくと、速 を示した。べる る最高点のな 2 右の図 で, AB 間, は水平で,余 きの角度x しく、Eは, Aの半分の地 うすを観察 小球とレー (1) 図1の (2) 小球 るとき nと 置エネ (3) 図 位置 間を の ア

④の計算の解説お願いしたいです🙇‍♀️

8 | 仕事の原理と仕事率 質量3kgの物体を5mの高さまで引き上げるのに, てい かっしゃ Aは定滑車,Bは定滑車と動滑車,Cは斜面を使 ま さつ った。 ひもや滑車の質量, 摩擦は考えないものとし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを1とする。 A B C 30~ ↑ 5m 5m 156 10m 5m ① Aの仕事の大きさは、何Jか。 Aがこの仕事を15秒かけて行ったときの仕事 率は何Wか。 3 Bの動滑車を1つ使った場合は, Aの動滑車を k9=106 使わない場合と比べて、ひもを引く力の大きさと, kg 60 ひもを引く距離はそれぞれどうなるか。 仕事の原理がなり立つとすると, Cがひもを引い た力は何Nか。

2（3）がわからないです

(5) 図2 で, 物体をゆっくりと一定の速さで動が すとき, ①物体に加える力の向きは、力F2の VF2 50 N 向きに対してどのようにすればよいか。 また, ②加える力の大きさは何Nか。 力 F2 (摩擦力の大きさ 2 m 2 図のようなてこを使って, 600gの物体を40cm 持ち上げるのに, 2秒かかった。 次の問いに答え ぼう なさい。 ただし, 棒の質量は考えないものとし,100g の物体にはたらく重力の大きさを1とする。 40 cm 1 m ** 計 (1) ①人がてこを押し下げる力の大きさは何Nか。 また, ② 物体を40cm 持ち上げ 3 [N]〕 ×0.8[m〕 るためには、てこを何cm押し下げればよいか。 しごとりつ (2) このときの, ①仕事は何か。 また, ② 仕事率は何Wか。 (3) このてこを使い, 1500gの荷物を40cm持ち上げたい。 (1) の①と同じ大きさの 力で持ち上げるためには, 支点の位置を左右どちらに何mずらせばよいか。 ただ し、力点と作用点は, それぞれ棒の両端にあるものとする。 りょうたん 600 g 仕事の大きさは等しいので, +O An 2 教科書p.209~213 40点×1.5点×4] 3N 80cm 2.4J (2) ② (2 ① 2 1.2W /30) 3 教科書p.209~213 Ficht reval ひだり (3) 左に0.5mずらす。 10歳 10点 2 教科書 209~213 (1) 図解 ここを使う場合 2m /40 600g HH3N 80cm 棒 40cm im てこを使っても、 直接持ち上げるとき と仕事の量は変わらない。 (3)計算では, 「支点から きょり あたい の距離×力の大きさ」 の値が 十十のうでで等しくなればつ

（3）の問題がわからないです。解説を読んでもわからなかったです。お願いします。

4²7 図のようなてこを使って, 600gの物体を40cm 2 持ち上げるのに, 2秒かかった。 次の問いに答え なさい。 ただし, 棒の質量は考えないものとし,100g ぼう の物体にはたらく重力の大きさを1とする。 40cm 1m 棒 計算 (1) ①人がてこを押し下げる力の大きさは何Nか。 また, ②物体を40cm持ち上げ るためには, てこを何cm押し下げればよいか。 241 しごとりつ 計算 (2) このときの ① 仕事は何Jか。 また, ② 仕事率は何Wか!! 2.4 600 g 6091500円 2m 2m教科書p.209~213 5x4] 3 1 (1) (1) (2) 1 80cm) 2 2.49 1-20 計算(3) このてこを使い, 1500gの荷物を40cm持ち上げたい。 (1)の①と同じ大きさの 力で持ち上げるためには,支点の位置を左右どちらに何mずらせばよいか。ただ (3) 左に25m りょうたん 35 カ点と作用点は,それぞれ棒の両端にあるものとする。 Im 0.5 11 tool 50 3C

高校物理基礎です。(6)の途中式を教えてほしいです。答えは1.8×10*3Wになるそうです。

(4) 5.0 秒間に90Jの仕事をするときの仕事率を求めよ。 (5) 荷物を 5.0×10° Nの力で 6.0秒間かけて 4.2mの高さに上げるときの仕事率を求めよ。 (6) 荷物を4.5×103 Nの力で持ち上げると, 荷物は一定の速さ 0.40m/sで上昇した。 荷 物を持ち上げる力の仕事率を求めよ。

力学的エネルギー保存の法則の問題(写真の赤丸の問題)について質問です。解説の「速さが最大になるときの物体の位置をとする。板を取り去った 
直後とで，力学的エネルギー保存の法則の式を立てる」とは、どう言うことでしょうか。また、「物体の位置がx2のとき、重力による位置エネルギー... 続きを読む

1 3 W₁ 168.弾性体のエネルギー <解答> (1) 解説を参照 (2) mg 1 k 0= mg k (4) x= (1) (2) 物体は重力, 弾性力 垂直抗力を受け、それらの力はつ りあっている。物体の位置がxのときのつりあいの式を立てる。 また, 板が物体からはなれるとき, 垂直抗力が0となる。 (3)物体は重力弾 性力の保存力だけから仕事をされ, その力学的エネルギーは保存される。 ばねの伸びが最大になるとき, 物体の速さは0 となる。(4) 運動エネル ギーをxの関数として式で表し、 速さの最大値を求める。 解説 (1) 物体の位置がxのとき, 弾性力は鉛直 上向きに kx であり, 物体が受ける力は図1のよう に示される。 力のつりあいから、 2mg_ k 1 2 m k 9 mg-kx-N=0 N=mg-kx ...① これから, Nとxとの関係を示すグラフは、図2の ようになる。 (2) 板が物体からはなれるときは, N=0 となる。 (3) -mv-mgx2- 2mg k 図 1 x₁= (4) 速さが最大になるときの物体の位置をxとする。 板を取り去った 直後とで, 力学的エネルギー保存の法則の式を立てると, 2+ +½kx²³² kx mg 図2のグラフから, N = 0 となるxの値は, x= k (3) x=0を重力による位置エネルギーの基準とし, 板を急に取り去っ た直後と, ばねの伸びが最大になったときとで, 力学的エネルギー保 存の法則の式を立てる。 板を急に取り去った直後, 運動エネルギー, 重力および弾性力による位置エネルギーは,いずれも0である。 ばね の伸びが最大になるときの物体の位置をxとすると, その位置での 運動エネルギーは 0, 重力による位置エネルギーはmgx, 弾性力 による位置エネルギーは 1/21 kx² と表される(図3)。これから,力学 的エネルギー保存の法則の式を立てると 図3 200-mgx+1/23kx0=x,(kx,-2mg) x₁=0, 2mg_ k x = 0 は板を取り去った位置なので、 解答に適さない。 したがって, mg て,x2= のとき、1/12mmは最大値 k ▼mg (1) 問題文の 「ゆっく りと下げ･・･」とは,力が つりあったままの状態で 板を下げることを意味す る。 mg_ | mv²=mgx₂= kx²=-=k(x₂ − m ² ) ² + ²q² ... @ 2k 速さが最大となるのは, 式 ② が最大値となるときである。 したがっ m²g² 2k となる。 NA mg 図2 E=0 mg k +½kx² E=0-mgx+ 7 0 ンズ (3) 物体の力学的エネ ルギーは、 運動エネルギ 重力および弾性力に よる位置エネルギーの和 である。 第1章力学Ⅰ 物体の位置がxのと き 重力による位置エネ ルギーはmgxz, 弾性 力による位置エネルギー は kx2²/2 となる。 01/23m²の最大値を求 めるには,式②のように 平方完成をするとよい。 101 some 体に力を加えて いて, この力がする仕事の仕事率を求めよ。 度の大きさをgとする。 (1) 物体と斜面との間に摩擦がない場合 (2) 物体と斜面との間の動摩擦係数がμ' の場合 →例題13 自然の 長さ HALA 168. 弾性体のエネルギー図のように, ばね定数kのばねの 上端を天井に固定し,下端に質量mの物体を取りつける。 ばね が自然の長さとなるように, 板を用いて物体を支える。 ばねが 自然の長さのときの物体の位置を原点として, 鉛直下向きを正 とするx軸をとり,重力加速度の大きさをgとする。 (1) 板をゆっくりと下げ, 物体からはなれるまでの間で,物体 が受ける垂直抗力の大きさNと位置xとの関係をグラフで示せ。 (2) (1)の場合において, 板が物体からはなれるときの物体の位置xを求めよ。 17 (3) 板を急に取り去った場合, ばねの伸びが最大となるときの物体の位置 x を求めよ 物体 板| ばね < (4) (3) の場合において, 物体の速さが最大になるときの物体の位置 x と, そのとき (拓殖大改) 速さ”をそれぞれ求めよ。 [←]自然の長さ ors→Q Ø Ø d d d d d d d d d d d d d d d d d d [知識] 69. 動摩擦力と仕事■ 水平面上の壁にばね定 数んのばねの一端を固定し、 他端に質量mの物 体を取りつけた。 ばねが自然の長さのときの物 日本の位置Oを原点とし、 右向きを正とするx軸 をとる。 物体を原点Oからx軸の正の向きに距離 はなれた位置Pまで引き,静か なすと、物体はx軸の負の向きに向かって動き出し, 0から距離s はなれた位置 8420 (愛知教 停止した。 この運動では,PとQの間のある点で物体の速さが最大となることが観測 た。 物体と面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 物体が位置Pにあるとき, ばねにたくわえられている弾性エネルギーはいくら 物体が0から距離 x はなれたPとQの間の任意の位置Rにあるとき, 物体の エネルギーはいくらか。 物体が静止する位置Qの座標s はいくらか。 物体の速さが最大となる位置を求めよ。