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物理 高校生

仕事率が1.2× 位置エネルギーになる理由がわからないので教えていただきたいです

基本例題 50 水力発電 高さ(落差)50mのダムから水を落下させて水力発電を行う。重力加速度の大き だを98m/s° とする。 (1) 質量 1.0トン(=1.0×10°kg)の水が50mの高さにあるときもっている重力によ る位置エネルギー U[J] を求めよ。 (2) この水を毎秒1.2トンの割合で落下させて発電する。 水の位置エネルギーの 20%が利用できるとして, このとき得られる仕事率(電力) P [kW]を求めよ。 (3) 1世帯当たりの1日の平均使用電力量(電流がする仕事) を 10kWh とすると, こ の発電所はおよそ何世帯分の電力をまかなうことができるか。 6/L 444 脂岡 一般的に電力量の単位には, Jではなく Wh あるいは kWh を使うことが多い。 解圏(1)重力による位置エネルギーの式 「U=mgh」より U=1.0×10°×9.8×50=4.9×10°J |(3) 1日(24時間)に発電する電力量とn世 帯で1日に使用される電力量の合計量 が等しくなればよい。 電力量の単位を kWh として式を立てると P[kW]×24h=10kWh×n 1.18×10°×24 10 (2) 1秒当たり1.2トンの水が落下すると きの仕事率は1.2U[W]で, この 20% が電力として取り出せるので P=1.2U×0.20=0.24U =D1.176×10°W=1.2×10°kW よって n= =283.2 したがって およそ280世帯

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理科 中学生

最後の問題の答えがイなのですが、力学的エネルギーって一定ではないんですか?

0,7 じ,75 仕事について調べる実験を行った。ただし,質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。また。 ひもと滑車の質量,摩擦,ひもののび縮みについては考えないものとする。 く実験2> 図3のように,定滑車にひもを通し,ひもに6kg の物体 Xをとりつけて, ひもがたるまないようにした。 次に, ひ もの端を持ち,5秒間かけて一定の速さで真下に15 m引い て物体Xを持ち上げた。 60N 図3 図4 定滑車 定滑車 く実験3> 図4のように,定滑車と動滑車を組み合わせて、動滑車 に実験2の物体Xをとりつけてひもがたるまないように した。次に,ひもの端を持ち, ある時間をかけて一定の速 さで真下に15 m引き, 物体Xを持ち上げた。 (1) 実験2の仕事の大きさは何Jか, 求めなさい。 /2))実験3で,ひもを真下に1.5m引いたとき, ①物体Xは何m持ち上がったか求めなさい。 また, このと ②手がひもを引いた力は何Nであったか求めなさい。 (3)実験3の仕事率を実験2と等しくするには, 実験3で何秒かけてひもを1.5m引く必要があるか、求め Ca 動滑車一 物体X 物体X 3. 18W. 、れもと引く 代わも 15N なさい。 (4) 実験2でひもを一定の速さで引いているとき, 物体Xのもつ力学的エネルギーはどのようになってい 5なと るか。適切なものを, 次のア~ウから1つ選んで, その符号を書きなさい。 )一定の大きさである。 じ距を同じ ですしばうには、しはやく引いばる、(自由無料.2作れけ サタ0 イ しだいに大きくなっている。 ウ しだいに小さくなっている。 2N. M

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理科 中学生

(4)で、8ニュートンまでは出たんですけど、それって 力学台車の重さじゃなくて、ばねばかりが示した値じゃないんですか、?🙇‍♀️

ばねばかりX ばねばかりY OL の uluu Lu山 こけ ばねばかりX 力学台車 ものさし」 かっしゃ 図2( ー [実験1] 図1のように、力学台車につけた糸をば平図1 ねばかりXに結びつけた。次に,力学台車が図の 」 位置より30cm高くなるように,ばねばかりXを 真上にゆっくりと引き上げた。このとき,ばねば かりXは5.0Nを示していた。 [実験2] 図2のように, 実験1で使った力学台車 る 図 糸 の滑車にかけた糸の一端をばねばかりXに結び いったん つけ,もう一端をスタンドに固定したばねばかり 30 cm 30 cm Yに結びつけた。次に, 力学台車が図の位置より 30cm高くなるように, ばねばかりXを真上にゆ *っくりと引き上げたところ, 10秒かかった。 滑車 d エ (1) 実験1において, 糸が力学台車を引く力がした仕事の大きさは何Jか。 (2) 実験2において, ばねばかりXを引き上げているとき,ばねばかり Yの目盛りは何Nを示しているか。 (3) 実験2において,このときの仕事率は何Wか。 (4) 実験2の力学台車におもりをとりつけ, 実験2と同じように力学台車が図2の位置より30cm高くなる ように,ばねばかりXを5.0cm/sの一定の速さで引き上げた。このときの仕事率は0.20Wであった。お もりをとりつけた力学台車の質量は,おもりをとりつける前の力学台車の質量の何倍か。ま丈ケ毛 る (28 い32~2.4 ス-8N 65 5a243 (7点×4) mo. え123) 0.32-1.2 フレー4 157 125.0m 3) (1) 5J Sル 3,2歳 11 カとをた力学をて,のをした。の円

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物理 大学生・専門学校生・社会人

さっぱりわかりません。

つ熱量=低温物体が得る熱量 基本例題 26 熱と仕事 アフリカにあるビクトリア滝は, 落差110m, 水量は毎分1.0×10°mといわれる。 重力加速度の大きさを9.8m/s', 水の比熱を4.2J/(g-K) とする。 (1)落下した水の運動エネルギーがすべて熱に変わるとしたとき, ビクトリア滝で 122,123 1秒間に発生する熱量Q[J] を求めよ。 (2) (1)の熱量が水温の上昇に使われたとして, その温度の上昇4T[K] を求めよ。 (3) この水を利用して水力発電を行うとして, 得られる出力 (仕事率) P[W] を求め よ。ただし, 水車の効率は 50%とする。 m 換される 10°」 しい がした 」より 指針 mgh [J]の質量mの単位に kg を用いるので, 熱量の計算には m×10°[g] として用いる。 落下した水の運動エネルギー=はじめの位置エネルギー 解答(1) 1m°の水の質量は 10°kgであるか ら,1秒間に落下する水の質量 (2) Q=(m×10°)×cx4T より mgh Q mc×10° gh AT=- 三 ニ m [kg] は mc×10° 10°c (1.0×10°)×10°_10° 60秒 9.8×110 10°×4.2 =0.256…=0.26K 121 -kg 60 三 mミ 1秒間に発生する熱量は, 1秒間に 気体失われる力学的エネルギーに等しい から 熱」 (3)仕事率は1秒当たりにした仕事で(1)のQ に等しいから 50 P=Q×=(1.79×10°)×- 50 100 10° -×9.8×110 100 Q=mgh=- 60 =8.95×10°号9.0×10°W =1.79…×10°%1.8×10°J

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