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物理 高校生

(3)tanθ=ma/mgになるのはなぜですか?

基本例題33 電車の中の単振り子 基本問題232 234 長さLの糸の一端に質量mのおもりをつけて,これを電車の天井につるして単振り子 とする。 重力加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) 電車が水平方向に速度で走行している状態で, おもりを電車に対して静止させ おもりにはたらくが たとき,糸はどの方向になるか。 Forfashhat (1)の状態で,単振り子を小さく張らせたときの周期はいくらか。 (3) 次に, 図のように, 電車が水平方向に大きさαの 一定の加速度で走行しているとする。おもりが単振 小生も加わる 動の中心にあるときの, 糸と鉛直方向とのなす角を 0 とすると, tan はいくらか。 (4) (3)での単振り子の周期を, L, g, a を用いて表せ。 (S) a (1) おもりに慣性力ははたらかな 指針 (1) (2) 電車は等速直線運動をして おり,おもりに慣性力ははたらかない。 したが って,単振り子の運動は、電車が静止している 場合の状況下のものと同じである。 解説 いので,糸は鉛直方向となる。 L (2) 単振り子の周期Tは, T=2π g に a (3) (4) 電車は等加速度直線運動をしており、 電 車内から見ると, おもりには糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力 maがはた らく。これらのつりあう 位置が,単振動の中心と なる。 重力と慣性力の合 力は鉛直方向から 0傾 いた方向になり見かけ の重力mg'がその方向 にはたらくとみなせる。 ma mg' mg (3)糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力maの3力が つりあう位置が単振動の中心となる。 ma a tan0= mg g (4) 見かけの重力加速度の大きさ g' は, g'=√√g²+a² 求める周期をT' とする。 T' は, (2) の T の式 でg を g′に置き換えて求められる。 =2 L T = 2x√1 = 2π√ √ √ g² + a² LE 9. 単振動 113

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理科 中学生

(6)の考え方がわかりません。 どなたかよろしくお願いします。

110 木浮力 右図のように、長さ8cmの金属製のお もりをばねばかりにつるし、水を満たした 底面積200cmの水槽を用いて水の中に沈 めていった。 このときの水面からおもりの下面までの 距離とばねばかりの読みの関係はグラフの ようになった。 ただし、糸の重さや体積は考 えないものとし、100gの物体にはたら く重力をIN, 水の密度は1g/cmとする。 ばねばかり おもり 8cm水 水面から 下面までの距離 ばねばかりの謎 (10 1.0 0.5 (N) 10 水面から下面までの距離(cm) (1) おもりの下面が水面から4cmの距離にあるとき, おもりにはたらく浮力は何Nか。 4 (2) 水面からおもりの下面までの距離が0~8cmの範囲でおもりを沈めていくとき、物体にはた らく浮力の大きさはどうなるか。 (3) (2) き, 物体にはたらく重力の大きさはどうなるか。 かわしたい (4) (2) のとき, 物体の底面が受ける水圧の大きさはどうなるか。 00 (5) このおもりの体積は何cmか。 0.8~80mg 60cmA 0,00 (6) おもりが完全に水中にあるとき, おもりを水につける前に比べ、水槽の底面にかかる圧力は 何やa増えたか。 [00] 10,800 10cm70cm² 300P400m 0.01 (7) が上向きにはたらくのはなぜか。 水区の底面と上向にかかる差 a ver 浮力であり、底面に水の言

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物理 高校生

θが最大の時に糸を切ったとしたら、おもりはどの方向に自由落下するんですか?

出題パターン 単振り子の周期公式 長さの軽い糸の一端に質量mのおもりを つけ、他端を天井に取りつける。 糸が鉛直になるおもりの位置を原点として、 おもりの通る円弧に沿って軸を定める。 おも りを原点から微小変位させて静かに放したと ころおもりは単振動した。 この単振動の周期 Tを求めよ。 微小角 0 に対する近似 sin99 を用いてもよい。 重力加速度の大きさを”とする。 解答のポイント! まつく m 円弧に沿った方向の加速度をαとして、 座標 xにおける運動方程式を立てる。 与えられた近似と弧長公式 (弧長) (半径)x (中心角)を用いると, (ma=-kx/ の形にもっていける。 解法 この形をつくる!! 円弧状のx軸が与えられている。 単振動の解法3ステップで解く。 STEP1 STEP2 振動中心はつりあいの位置 x = 0 の点。 折り返し点は放した点。 STEP3 図9-20のように, 座標 xでの糸 の傾きを 0 とすると, 弧長公式により, (弧長x) = (半径1) × ( 中心角0 ) 張力S ① +x向きの加速度をαとして, 運動方程式は, ma=mg sin O 0 弧長 mg (近似より) = - mg ○(①) mg xx よって運動方程式の形より, Im 周期T=2 =2 mg g mg 図9-20 し x=lo (この周期は」とのみで決まりや振れ幅にはよらない。) STAGE 09 単振動 1

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化学 高校生

科学です! イウエを解説付きで教えて下さい! 本文から読み取る問題です!

け。 ( 三、酸素 インにな これ 共通し の行を では、 合う 酸 -数 5. 元素の周期表 -29- [標準問題] 49. (周期表) 次の文を読み、以下の各問いに答えよ。 2016年, 国際純正・応用化学連合 (IUPAC)は、日本の理化学研究所のグループが発見し 元素記号を Nhに認定した。この )の亜鉛を加速させ, 原子番号83のビスマス Biに衝突させ 原子番号113の元素について,元素名を( 元素は,原子番号( る実験により発見された元素である。 また、このとき同時に, 原子番号115, 117, 118の 元素も認定され, それぞれモスコビウム Me, テネシン Ts, オガネソン 0gと命名された。 これらの新たに認定された4つの元素はすべて典型元素であり, オガネソンは原子番号2 ( )や原子番号10のと似た化学的性質を示すと考えられる。 (1) (ア)~(エ)に適切な元素名または数値を記入せよ。 (3) モスコピウム Mc は,原子核中に陽子がいくつあるか。 (2) (ア)はホウ素やアルミニウムと同族元素である。 (ア)は周期表で何族に位置する元素か。 (4) テネシン Tsと同族元素で, もっとも原子番号が小さい元素の元素記号を答えよ。 花火と炎色反応 いろど を作り出すことができる。 夏を彩る風物詩である花火は, 火薬と金属の粉末を混合し包んだものである。 夜空に輝く美しい色 は金属の炎色反応を利用したものであり, 混ぜ合わせる金属の種類により,さまざまな色合いの火花 炎色反応は,原子にエネルギーを与えたとき, 電子が外側の軌道に移り、また元の軌道に戻るとき にエネルギーに応じた色の光を放出する現象である。よく知られているものでは, Li (赤) Na (税 K(赤柴) Ca(橙赤) Sr(深赤) Ba (黄緑) Cu (青緑)があり,あまり知られていないものではB(黄 緑) P (淡青)がある。 怪談などに出てくるヒトダマの正体は骨に含まれるリンが燃えるのだと言わ れることがあるが,科学的には根拠のない俗説である。 花火職人の人達は、これらの金属粉末を混合させることでさらにさまざまな色合いの火花を作って おり、例をあげれば、水色 (Cu と Ba) ピンク色 (CuとSr) レモン色 (BaとNa) などである。日本 で花火が製造されるようになったのは16世紀の鉄砲伝来以来であり, 江戸時代の中ごろ18世紀には もう今のような打ち上げ花火の原型ができていたようである。 炎色反応の科学的な知識もなかった時代から、 花火は花火職人の職人技によって作られてきた。私 達の誇るべき化学文化の一つであろう。 アルカリ土類金属と遷移元素 これまでは, 2族元素の中でBe, Mg をアルカリ土類金属からはずしていた。 Be, Mg は炎色反応 を示さず常温で水と反応しない, 硫酸塩は水に溶けやすく、水酸化物は水に溶けにくいなど、他の2 族元素と異なる性質を示すからである。 また, 12族元素 (Zn, Cd, Hg など)は典型元素に加えてい UPAC) は Be, Mgをアルカリ土類金属に入れ、 12族元素を遷移元素に加えるよう勧告した。 性質よ 元素が含まれる元素グループに所属するため, 2005年, 国際純正および応用化学連合 (略称: 12族元素の性質も典型元素に近いからである。 しかし, 12族元素はd- ブロック元素といわれる遷移 りも“所属”を重視したのである。 現在はこの勧告に従った分類が採用されている。

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