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数学 高校生

この問題において、円柱の高さを2hとして2hの範囲を0<2h<2aと指定しますが、どうしてこの範囲が指定できるのでしょうか?なぜこの範囲になるのか分かりません。教えて欲しいです🙏

基本 例題 ZI 半径αの球に内接する円柱の体積の最大値 さを求めよ。 01+5x0 柱の高 [類 群馬] 基本211) ( 指針≫ 値M 指針 文章題では,最大値・最小値を求めたい量を式で表すことがカギ。次の手順で進める。 解答 ① 変数を決め、その変域を調べる。 ☑ 大量 ②最大値を求める量(ここでは円柱の体積)を,変数の式で表す。 32 の関数の最大値を求める。 なお、この問題では, 求める量が, 変数の3次式で なお、直ちに1つの文字で表すことは難しいから, わからないものは,とにかく文字を使 されるから,最大値を求めるのに導関数を用いて増減を調べる。 って表し、条件から文字を減らしていくとよい。 ならば、 ただし、 円柱の高さを2h(0<2h<2a) とし, 底面の半径をすると r²=a²-h² ◄計算がらくになるように 2h とする。 三平方の定理 解 f(x) 変数 を確認。 f(x 0<2h<2a から 0<h<a 円柱の体積をVとすると V=лr² 2h=2(a²-h²)h =-27(h³-a2h) Vをんで微分すると V'=-2π (3h²-α²) =2√3h+α)(√3h-α) 0 <h<αにおいて, V' = 0 となる 22 (円柱の体積 =(底面積)×(高さ) a> は右 こ dV をV'で表す。 dh f( a h 0 a a √3 のは,h= のときである。 √3 V' + 0 ゆえに, 0<< α における Vの増 減表は,右のようになる。 V | 極大 h = 0, a は変域に含まれて いないから変域の端の値 に対するVの値は記入し ていない。 ゆ し 0 今後,本書の増減表は,こ の方針で書く。 したがって,Vはん= のとき最大となる。 a 100 h= = 1/3のとき、円柱の高さは2. a 2√3 2. 3 a 3 12h 体積は22 a 4√3 = /3 9 2л(a²-h²)h よって 体積の最大値 4√3 TS 8= Jet 9 そのときの円柱の高さ 2√3 a 3 される

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理科 中学生

(3)についてです。答えは「物体に働く浮力が小さくなるので ばねばかり の値は大きくなる。」です。物体が沈むと浮力は大きくなるんじゃないんですか?

おもりにはたらく力の大きさを調べた。 あと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1とする。 <実験1 > 底面の面積および体積がそれぞれ同じ円柱状の物体A~Dの質量を測定した。 <実験2> 図1のように、物体A~Dの上面が水面から1cmの深さになるように水中に沈 めて静止させ、ばねばかりの値を読んだ。ただし、物体Dについては水に浮いた ので、結果を記録していない。 図 1 〔結果〕 A B C D 実験 1 300g 470 g 170g 20g 実験 2 2.4N 4.1 N 1.1 N 1cm 物体を水中に沈めたときにはたらく上向きの力を何というか,書きなさい。 また, 〈実験2> で, 物体Bに はたらくこの力の大きさは何Nか, 求めなさい。 (1) カ ■水中にある物体に (1) の力がはたらくのはなぜか, 書きなさい。 (2) 大きさ N 物体Bの体積の半分を水中に沈めて静止させると, ばねばかりの値は〈実験2>のときと比べてどうなるか 理由を含めて書きなさい。 (3) 〈実験2>で、物体Cの上面と下面が水から受ける力の合力の大きさと、物体Cにはたらく重力の大きさに ついて説明したものとして正しいものを、次のア~ウから1つ選び、記号を書きなさい。 ア物体Cの上面と下面が水から受ける力の合力の大きさは、物体Cにはたらく重力の大きさより小さい。 イ 物体Cの上面と下面が水から受ける力の合力の大きさは、物体Cにはたらく重力の大きさと等しい。 物体Cの上面と下面が水から受ける力の合力の大きさは、物体Cにはたらく重力の大きさより大きい。 図2は、物体Dの下面につないだ糸を,2つの定滑車に通しておもりに つなぎ、物体Dを水中に完全に沈めたときのようすを表したものである。 このとき、物体Dは傾くことなく水中で, おもりは空気中で静止した。 お 水中での物体の仕 (4) 図2 定滑車 おもり

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理科 中学生

至急です、、😭😭物理が苦手で問題の解き方が分からないので優しい方教えて頂きたいです🙏🏻よろしくお願いします😭

数 物体A このおもり2個を円柱形の容器に 入れて密閉した物体Aを用意し 14 かいとさんとあおいさんは、浮力について興味をもち、次の実験を行った。ただし、100g の 物体にはたらく重力の大きさを1.ONとし、糸や容器の質量は考えないものとする。 1 実験1 図1のように、 1個 250g 図2 図3 5.0 ばね しずめた 深さ ばかり 糸 10cm 図1の矢印の位置に糸をつ け、 図2のように、物体Aをば bd 底面積40cm² ばねばかりの値N 4.0 3.0 2.0 [N] 1.0 ねばかりにつるし、じゅうぶんに深い水の中にしずめて 0 0 2 いき、2cm しずめるごとにばねばかりの値を記録した。 4 6 8 10 12 14 16 しずめた深さ [cm] 結果をグラフに表すと図3のようになった。この結果について、次のような会話をした。 かいと図3から、しずめた深さが10cmになるまでは、ばねばかりの値が小さくなっていくね。 あおい:しずめた深さが10cm以上になるとばねばかりの値が変化しないね。 浮力は物体の何 に関係しているのだろう。 (1) かいと浮力は、水中にある物体の体積の大きさに関係していると思う。 また、水中に物体を しずめるときは、 物体の底面はより深いところに位置するから、 より大きい水圧がはた らく。 だから、 全てしずんでいるときの浮力は、物体の底面積に関係していると思う。 あおい:そうかなあ。 物体が軽いほうがうきやすそうだから、 浮力は 物体の質量に関係してい ると思う。 浮力は物体の何に関係しているかを、 実験2で確かめてみよう。 単3 図4 実験2 実験1と同じおもりを 用いて、 図4のようにおもり を入れて密閉した物体B~F を用意した。 物体Dと物体E は同じ容器であり、物体Eは 物体Dを上下反対の向きにし たものである。 それぞれ図4の矢印の位置に糸をつけ、 物体をばねばかりにつる し、水中に全てしずめたところ、 ばねばかりの値は表のようになった。 物体D |物体E| ばねばかり 物体の値〔N〕 運動とエネルギー 物体B |物体C 物体F 10cm 空気中 水中 20cm A 5.0 1.0 10cm B 5.0 3.0 5cm C 10.0 6.0 D 10.0 6.0 底面積40cm² 底面積 40cm² 底面積 40cm² 体積400cm3 底面積120cm2 体積 400cm3 E 10.0 6.0 F 7.5 なお、物体Fの記録はしていない。 物体Aを水にしずめた深さが4cmのときの、物体Aにはたらく浮 力の大きさは何Nか書きなさい。 (2) 2 波線部分の理由を、 「重力」、 「浮力」 の2つの語を用いて簡単に書き なさい。 3 浮力について述べた文として正しいものを、次のア~カから2つ選 (3) びなさい。 ア 下線の部分は、物体Aと物体Bの結果から正しい。 イ 下線の部分②は、物体Dと物体Eの結果から正しい。 下線の部分 ③は、物体Aと物体Cの結果から正しい。 物体Bを全てしずめたときの浮力と物体Eを全てしずめたときの浮力は、同じである。 オ 物体Dを10cm しずめたときの浮力は、物体Eを10cm しずめたときの浮力よりも大きい。 カ物体からおもりを2個とり除いて物体Dを全てしずめると、浮力の大きさは半分になる。 (4) 表で空欄になっている、 実験2の物体Fの記録は何Nか書きなさい。 485 (4) ☐ OXHO 福井 本誌 > P.62~63 A

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