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物理 高校生

⚠️至急⚠️ (1)の式の意味を教えてください よろしくお願いします

☆お気に入り登録 実験131 物体の落下による発熱 ② 質量 0.20kg 比熱容量 0.45 J/(g・K) の鉄球を高さ10mの位置から自由落下させ,地面 と衝突させる。 この操作を50回繰り返し 鉄球の温度変化を測 定する実験を行った。 ただし, 空気抵抗は無視し、鉄球のもつ 力学的エネルギーはすべて鉄球の温度変化に使われたとする。 また、重力加速度の大きさを9.8m/s² とする。 (1) 鉄球が地面と衝突する直前の運動エネルギーを求めよ。 (2) 地面と50 回衝突した後の鉄球の温度変化を求めよ。 解説を見る 847 131 物体の落下による発熱② [解答] (1) 20J (2) 11℃上昇する 考え方 基本問題 131 地面との衝突によって失われた力学的エネルギーと鉄球の温度変化に使われた熱 量は等しい。 解説 (1) 力学的エネルギー保存の法則より 求める運動エ ネルギーをKとすると. 0 + 0.20 x 9.8×10 = K + 0 よって, K = 19.6≒20J (2) 地面との50回の衝突によって失われる鉄球の力 学的エネルギーEは, E=50×K=50×19.6 = 9.8×10°J 求める鉄球の温度変化をTとすると, 鉄球の温 度変化に使われた熱量Qは, Q = 200 × 0.45 × AT 題意より. QとEは等しいので. 200×0.45 × △T=9.8×10² よって, AT=10.8.11K 11℃上昇する。 0.20kg( 重力による位置エネルギー mgh におけるmの単位は[kg], 熱量 ATにおける の単位は[g] であることに注意する。 10m

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理科 中学生

解説の方の表で、「0.1秒間の移動距離」がなぜ「2.0/6.0/9.5/9.9⋯」となるのかが分かりません とうやったらこの数字になるのか教えてくださいm(*_ _)m

6) は抵 ●抵 ② 実験 (R4 青森改) <14点×5> 2 力学的エネルギー 図1の装置で, 高さが5cmの位置で小球をはなし, 小球をはなしてか らの時間とはなした位置からの移動距離を調べた。さらに,高さが10cm, 20cmの位置で小球をはなして同様の実験を行い, 表1にまとめ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2.0 8.0 17.5 27.4 37.347.2 57.1 2.0 8.0 18.0 31.5 45.5 59.573.5 2.0 8.0 18.0 32.0 50.0 69.8 89.6 表1 小球をはなしてからの時間 〔秒〕 0.0 高さ5cmのとき はなした 位置から 高さ10cmのとき の移動距 離 [cm〕 高さ20cmのとき 0.0 0.0 0.0 ②図2のように,小球を転がして木片に衝突させて小球 の速さと木片の移動距離の関係を調べ, 表2にまとめた。 図3のように、国の装置のレールの水平 図3 面に②で使った木片を置き,高さを変えな がら小球をはなして木片に衝突させた。 高さ 木片の移動距離〔C〕 A [作図 ①⑩①で,高さが5cmの位置で小球をはな したとき,水平面を運動している小球の速さは何cm/sか。 計算 ヒント にあてはまる語を答えなさい。 (2) ②について,次の文の ( 小球の速さが( ① )くなるほど, ( ② ) エネルギーが大きくなる。 (3) ②について,小球の速さと木片の 移動距離の関係を表すグラフは,右 のA,Bのどちらか。 __(4) 1,2をもとに、小球をはなした 0 100 200 木片の移動距離〔C〕 木片 ・水平面 図 1 ※摩擦力は木片だけが受ける ものとし、木片が受ける摩(1) 擦力は②と同じである。 斜面 B 図2 高さと木片の移動距離の関係を表すグラフをかきなさい。作図 この向きに動いた距離[m] レール 高さ 表2 小球の速さ[cm/s] 99 140 171 198 221 木片の移動距離 [cm〕4.08.012.0 16.0 20.0 100 200 CM 小球の速さ[cm/s] cm 小球の速さ [cm/s] 速度測定器 小球 ※摩擦力は木片だけが受けるものとする。 (2) (3) 小球 斜面 2 木片 4 -水平面- 木片の移動距離〔E〕 ルール tillt. 0 5 10 小球をはなした高さ [C

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物理 高校生

高二物理、円運動です。(2)で向心力を考えないのは何故ですか。よろしくお願いいたします。

台車が高さんの地点から静かに出発して、図のように,鉛 直面内にある半径rのなめらかな円形のレールを一周する。 台車の質量をm, 重力加速度の大きさをgとする。 @ (1) 円形のレールの最高点Pを通過するとき,台車の速さ ◎”を求めよ。 (2) 点Pで, 台車がレールから受ける垂直抗力の大きさNを求めよ。 (3) 台車がレールからはなれずに一周するための, 高さんの最小値を求めよ。 指針 鉛直面内の円運動では,各瞬間において,円の中心方向における力と加速度との関係は, 等速円運動と同様に考えることができる。 Nについて整理し, (1) の”を代入すると, 2h 2g(h-2r)_mg -5) r ・m 解 (1) 出発点と点Pにおいて, 台車の力学的エネルギーは保存される。 レールの最下点を重 力による位置エネルギーの基準とすると. mgh = 1/2 m -mv²+mg x2r v2=2g(h-2r) <0は不適なので, v=√2g(h-2r) (2) 台車とともに運動する観測者には, 図のように, 台車にレール からの垂直抗力N, 重力 mg, 遠心力 m がはたらき, 円の中 02 r 心方向の力はつりあっているように見える。 v² mg+N-m- =0... ① r N=m r mg=mg 遠心力 m V P r 重mg P とあた向心力は 垂直抗力 N 地上に静止する観測者には, 台車に垂直抗力 N, 重力 mg がはたらき, 台車は,これらの合 力を向心力として円運動をするように見える。 中心方向の運動方程式は m-=mg+N と表され, これは式①と同じである。

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