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理科 中学生

この問題の(3)について教えてください🙇‍♀️ 記述問題なのですが、答え見ても理解出来ません🥲‎

5 力学的エネルギー③ 2567 D (滋賀改) <5点x3> 図のように、2本のレール①、②を使った装置で、同じ大きさ で同じ質量の小球A、Bをスタート地点から同時に転がし、途中 のacの各点での速さと、ゴール地点までの到達時間をはかっ 表1、2はその結果である。 レール①、②上のa、b、cは、 それぞれスタート地点からの水平距離が等しい点である。 スタート地点 小球B レール② (1) (2) 小球 A- a b 高さ15cm 10cm 10cm |10cm ゴール地点 |10cm 5cm 5cm 10cm 水平面 レール ① □ (1) 小球Aのスタ 表1 (3) a b C ート地点からゴ 小球Aの速さ [m/s] 0.801.120.79 表2 到達時間 [秒] 小球 A 1.7 ール地点までの 小球Bの速さ [m/s] 0.800.79 0.79 小球B 2.1 間の平均の速さは何m/sか。 ただし、 小球Aが転がったレー ル ①の長さは1.53mである。 □(2) 小球Aが小球Bよりゴール地点に早く到達した理由を、 b点 の速さに着目して簡単に書きなさい。記述 (3)図の装置で、レール①、②のb点に同じ木片を置き、小球A、 Bをスタート地点から転がし、 木片に当てて移動距離を測定す ると、レール ①の移動距離がレール ② の2倍になった。その理 由を、簡単に書きなさい。 記述 ヒント (3) レール① と レール②のスタート地点と b点の高さの差を比べてみ よう。 105

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物理 高校生

(1)〜(6)まで分かったのですが(7)が分かりません 教えて頂きたいです

次の文の に入れるべき式を記せ。 図のように、なめらかに動くピストンをもつ断面積 Sの2つの円筒形の容器Aと容器Bが, 大気中で鉛 直に固定されている。2つのピストンは,質量の無視 できる細い棒で連結されている。各ピストンの質量は Mであり, AとBの中にはそれぞれ1モルの単原子 分子の理想気体が入っている。 容器とピストンは断熱 材でできている。 また, Aには加熱用のヒーターが取 り付けられている。 気体定数を属, 重力加速度の大き さをgとする はじめに, AとB内の気体の温度はともに T。 であ A内の気体の体積が V の状態でピストンが静止 している。このとき, AとB内の気体の圧力がそれ ぞれ PA と PBであった。 PA と PBの差 4P (=PA-PB) を M, S, g で表すと (1) となりま た,B内の気体の体積VB を PA, AP, Vo で表すと (2) となる。 ピストン 棒 ヒーター 円筒容器 B 円筒容器 A 次に,ヒーターによりA内の気体を加熱したところ,ピストンがゆっくりとんだけ上昇し, A内の気体の温度は T」に, B内の気体の温度は T2 になった。 この過程でA内の気体がした 仕事を WA, B内の気体になされた仕事を W とする。 A内の気体の内部エネルギーの変化を R, To, T で表すと (3) WB を R, T2, To で表すと (4), WA を WB,M,g, hで表 すと (6) (5),また,A内の気体に与えられた熱量をh, R, To, Ti, Ta, M, g で表すと となる。 なる。 以上では T2 を既知量としてきたが, T2 を T1, Vo, 4P, VB, S, h, R で表すと (7) と

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物理 高校生

物理重要問題集2024 大問71番の(3)なのですが、シャルルの法則は、初期状態と状態2で一定ではないのですか。

必解 71. 〈気体の状態変化と熱効率〉 熱機関を利用して上昇, 下降するエレベータの 熱効率を求めよう。 図1のように大気中で鉛直に 立てられている底面積S〔m²〕 の円柱形のシリン ダーに質量 Mo〔kg〕のなめらかに動くピストンが ついており,中に単原子分子理想気体が封じこめ られている。 図1のようにピストンの可動範囲は ho〔m〕からん 〔m〕 までである。 重力加速度の大き さを g〔m/s2] とする。 物体 M [kg] ピストン Mo〔kg]- h [m] ho[m] 初期状態 単原子分子 理想気体 状態 2 図1 初期状態は,気体の温度が外部の温度と同じ To [K], 気体の圧力』が大気圧と同じPo〔Pa〕, ピストンの高さがん。 〔m〕である。まず、ピ ストンの上に質量 M[kg] の物体を乗せ、シリンダー内の気体に熱を与える。 しばらく静止 し続けた後, ピストンが動きだした。 この動きだしたときの状態を状態1とよぶ。 さらに熱し続けるとゆっくりとピストンは上昇し,高さがん 〔m〕 に達した。 このときの状 態を状態2とよぶ。状態2になった瞬間に物体をピストンから降ろすとともに熱を与えるの をやめた。ピストンはしばらく静止し続けたが,やがてゆっくりと下降し,高さがん [m] となったところで静止した。 さらに時間がたつとシリンダー内の気体の温度がT [K] にな ったところで初期状態にもどり、この熱機関はサイクルをなす。 (1)状態1のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 [Pa] (2) 初期状態から状態までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (3)状態2のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (4) 状態1から状態2までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (5) 気体の体積をVとするとき,このサイクルのV図を図2にかけ。 (6) このサイクルで熱機関が外にした仕事を求めよ。 (7) このサイクルの熱効率を求めよ。 0 V[m³] 図2 (8)M=2Mo, Mo= PoS =2h の場合の熱効率の値を求めよ。 [12 弘前大〕

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理科 中学生

物体に働く力のところで(2)のところの解き方がわからないです😿😿調べたりしていても𝐗を入れていたりしていて混乱しています。できる方お願いします😿

長崎県] 4 物体にはたらく力に関する次の問いに答えなさい。 動 かっしゃ 各10点 [愛媛県] 滑車B 図 1 糸 36 cm 滑車A 滑車A 水平な床 台車X 糸 くぎ 36cm 水平な床 [実験] 図1のように、質量1.5kgの台車 Xを とりつけた滑車Aに糸の一端を結び、もう一端 を手でゆっくり引いて、 ◎ 台車Xを、 5.0cm/s) の速さで36cm真上に引き上げた。 次に、 図2 のように、なめらかな斜面上の固定したくぎに 糸の一端を結び、 滑車 A、Bに通した糸のもう 一端を手で引いて、 ⑥ 台車 X を、斜面に沿って、 もとの位置から36cm高くなるまで引き上げた。 ただし、摩擦や台車 X以外の道具の質量、糸の のび縮みは考えないものとし、 質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとす る。 滑車Aの両端にかかる 糸は斜面に平行である。 また、斜面は固定され ている。 (1) 下線部のとき、台車Xを引き上げるのにかかった時間は何秒ですか。 [92) (2) 下線部⑥のとき、手が糸を引く力の大きさを、ばねばかりを用いて調べると4.5 N であった。台車X が斜面に沿って移動した距離は何cmですか。 [ 031

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物理 高校生

Wacって 緑で合ってますか?

の公式より、T=2 m √ ka • TB =1倍 T=√2k-1 10% TA VRD =2 となる。 ka 7B とすると, ばね振り子の周期 T=221 2m である。以上より, の答 2 電体は正者 西原休日は漁電西なので、いずれも 4C につくる電場の向きはAからBの向きである。AとBの電気 量の大きさQが等しく, AOBOの距離もRで等しい。 した って, AとBがそれぞれ点0につくる電場の強さ Ex, Eaは 等しく, 点電荷による電場の公式より,Ex=E kQ R2 となる。 以上より, AとBが点0につくる電場は,それぞれの電場を合 成して, AからBの向きへ強さ 2kQとなる。 R2 ばね振り子の周 T-2 また,一様な電場から A には左向きに, B には右向きに静電気 力がはたらくことになる。 よって, 一様な電場をかけた直後、リ ングは反時計回りに回転しはじめた。 +Q 一様な電場から 受ける静電気力 +Q リング A 回転をはじめる方向 T: ばね定 質量 点電荷によ 電気量 いる点の電 E=k R: 電場の 遠ざかる く向き。 EA EB 一様な電場 B. B Q -Q 一様な電場から 6 受ける静電気力 2の答 ① 3の答③ 問3 過程1から過程3の状態変化を圧力と体積の関係を表すグラ フに書き換えると,次図のようになる。 状態AとBは同じ温度 なので,それらの温度で決まる等温曲線上にあり,状態CとD も同じ温度なので、それらの温度で決まる等温曲線上にある。 こ こで,圧力と体積の関係を表すグラフの面積は,気体が外部にし た仕事の大きさを表す。 したがって, 気体が外部にする仕事の大 小関係は,グラフの面積を比較すればよい。 次図より,それぞれ の過程で気体が外部にする仕事の大小関係は, Wac<WAB<WAD - 103 -

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