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物理 高校生

熱気球って外気温が低いほど気球内部の気体との温度差がつきやすいから浮かび上がりやすいと聞いたのですが、この問題だと温度差が小さい方が浮かび上がりやすいと言っています。どういうことですか?問の8番です。

3 内部の空気が太陽光で温められて膨張することで浮かび上がる風船を,ソー ラーバルーンと呼ぶ。 ソーラーバルーンの仕組みを、次のような理想的な状況に 基づいて考える。 質量の無視できる薄いゴム膜でできた風船に,質量 M [kg] の箱を接続した装 置を考える。 風船と箱の接続部分の質量は無視できるものとする。 ゴム膜は断熱 材でできているが, 風船内部の気体の温度は外部から上げることができる。 この 装置を、温度T [K] で圧力 [Pa] の大気中に置く。 温度T の空気の密度を 〔kg/m²)とする。 図の左側のように, 風船に,温度T で密度』の空気を封入 したところ,風船内部の空気の体積が Vo〔m ] となり、気球は地上で静止した。 ただし,気球とは,風船内部の空気と装置を合わせたものとする。 P V,T Vo. To f Ite Po. To M 地面 Pos To M 地面 以下の問いを通じて, ゴム膜は自由に伸びるが,風船内部の空気は封入された ままとし,風船内外の空気の圧力は常に等しいとする。 箱自体, 風船と箱の接続 部分、ゴム膜自体の体積は無視できるものとして、風船内部の空気の体積を気球 の体積と考えることとする。 空気は理想気体とみなせるものとし、 気体定数を R[J/ (mol・K)], 重力加速度の大きさをg〔m/s'〕として、以下の問いに答えよ。 問1 風船内部の空気の物質量を [mol] とする。 風船内部の空気の体が Vo であるとき,風船内部の空気の状態方程式を示せ。

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理科 中学生

(6)の距離の求め方教えてください 答えは3cmです

Bを水槽の水に入れたところ、 図1のように, Aはしずみ, Bは水面からBの底面までの距離が2cmで静止した。 4 恵さんは, 水中の物体にはたらく力について実験を行った。 下の(1)~(6) の問いに答えなさ い。 ただし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし, フックや糸の体積と質量,滑 車の摩擦は考えないものとする。 【実験Ⅰ】 水がしみこまない, 表1のような直方体の物体A, すいそう A B 表1 底面積 [cm] 10 40 【実験Ⅱ】 図2のように, Aをばねばかりにつるして水に入れ, 水面からAの底面までの距離をSとしてばねばかりの値を読 み, 表2にまとめた。 高さ [cm] 質量[g] 4 80 5 30 80 図1 B. フック 水面 【実験ⅢII】 図3のように, 水槽の底に固定した滑車を使ってB につけた糸をばねばかりで引き, 水面からBの底面までの距 離をTとしてばねばかりの値を読み, 表3にまとめた。 12cm 底面 水槽 図2 図3 ばねばかり 一糸 A SI 底面 表2 S [cm] ばねばかり の値[N] 1 2 3 4 5 6 0.7 0.6 0.5 0.4 0.4 0.4 表3 Tcm 4 5 底面 滑車 ばねばかり の値 [N] 2 3 0 0.4 0.8 1.2 1.2 1.2 6 7 図4 (1) 図1について, Bにはたらく重力はどのように表されるか, 図4に 矢印でかきなさい。 ただし, 方眼の1目盛りを0.2Nとする。 底面 (2) 下線部は,変形したばねが,もとにもどろうとする性質を利用した 道具である。 この性質によって生じる力を何というか,書きなさい。 (3)Tが6cmのとき, Bにはたらく浮力の大きさは何Nか, 求めなさい。 (4) 次のうち, Sが4cmのときのAの底面にはたらく水圧の大きさと, Tが4cmのときのBの 底面にはたらく水圧の大きさの比を表しているのはどれか, 1つ選んで記号を書きなさい。 ア 1:41:21:1 エ 2:1 オ 4:1 (5) 表2, 表3をもとに, 恵さんが考えた次の文が正しくなるように, Xにあてはまる内容を 書きなさい。 物体の X が大きくなるほど浮力は大きくなるが, 物体がすべて水に入った 状態では, 物体の X が変わらず, 浮力は変わらない。 (6) 恵さんは, 図5のように, BにAをのせたアと, BにAをつり下 図5 ア げたイを,それぞれ水に入れ、手で支えた。 手を離したところ, ア, イのどちらも水にうき, 水平に静止した。 このとき, 水面からBの 底面までの距離が小さいのはア, イのどちらか, 記号を書きなさい。 また、その距離は何cmか, 求めなさい。 A B

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数学 高校生

次の問題で青い線のところで重力はどの様にしてρvgとなっているのでしょうか?解説お願いします🙇‍♂️

102. 浮かぶ氷 密度p, 体積Vの氷が、密度の水に浮かん でいる。 水中にある氷の体積をVw, 重力加速度の大きさをg として,次の各問に答えよ。 (1) 氷が受ける浮力の大きさを, Pw, Vw, g を用いて表せ。 (2) 氷の水面から出ている部分の体積を, V, p, pw を用いて 表せ。 水面 氷 (3) 氷の密度がp = 9.2×102kg/m 水の密度がpw=1.00×10°kg/m のとき, 氷の水面 から出ている部分の体積は,氷全体の体積の何%になるか。 有効数字2桁で答えよ。 102. 浮かぶ氷 解答 Pw-p (1) pwVwg (2) -V (3) 8.0% Pw 指針 (1) アルキメデスの原理から, 氷が受ける浮力の大きさは,そ れが押しのけた水の重さに等しい。 (2) 氷が受ける重力と (1) の浮力の つりあいの式を立てる。 (3) (2) の結果を利用して計算する。 解説 (1) 氷が押しのけた水の質量は, (水の密度) × (水中にある氷の体積) =pwVwである。 したがって, 氷 が受ける浮力の大きさは, pwVwg (2) 氷は, 重力oVg と浮力 pwVwg を受け,それらの力は図のように示 される。 力のつりあいから, PwVwg-pVg=0 水面から出ている部分の体積は, Pw V-V=v-v=L Pv... ① Ow Vw= Lv Pw (3) 氷全体の体積に対する水面から出ている部分の体積の割合は, (2) | ~ owVwg Lovg

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物理 高校生

青い線の移り変わりが出来ないのですがどなたか解説お願いします🙇‍♂️

チェック問題3 水圧と浮力 標準6分 右図のように, 底面積 Sで高さんの箱 h が、密度Pの水中にその下側 1/3 の高さだ け水に入った状態で浮かんでいる。 S h 箱 P* 3 (1)この箱の質量mをP*, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量M, 体積 V のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離 x を M, V, P*, S で表せ。 ただし, 箱はすべて沈んでしまわないものとする。 水・ 解説 (1) 箱に着目して力を書き込む。 図 aでアルキメデスの原理より, 箱は水を体 h it-JJP 11-Sg 積 Sだけ押しのけているので, 浮力の大 h 13 きさは、PgSxgとなる。 重力と浮力の 力のつり合いの式より, mg h mg=PxgSg… ①m=/1/23 PhS... 1 a (2) 箱とおもり全体に着目して力を書き込む。 図 bでアルキメデスの原理より、箱とおも * P * ( 1/1 + x) Sg りを合わせて体積 +x S + Vだけ水を (1/3 x)s- mg +x 3 Px ( 1 +x) S+V}g となる。 押しのけているので, 浮力の合計は, h 浮力 PV Mg 箱とおもり全体に着目した力のつり合いの 図 b 全体に着目しているので, 糸の張力は考えなくてよい 式より, h mg+Mg=P* +x)S+V\g よって, x= M V PSS (①式を代入した)・・・・・・簪 50 物理基礎の力学

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