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理科 中学生

この平均の速さ20cm/sというのはどのように計算したらだすことができますか? b地点での速さ(14cm/s)とd地点での平均の速さ(26cm/s)を足して2でわればいいのでしょうか? でも、この間の時間は0.2秒なため、割るなら0.2になる気がします。 わかる方、解説して... 続きを読む

3 [物体の速さ」 図1のように水平な床の上にボールを静止させ、手で 軽く押すとボールは水平方向に運動する。 図2は、この運動の時間と速 さの関係を表したグラフである。ボールにはたらく摩擦や空気抵抗およ びボールの大きさの影響は考えないものとして,次の問いに答えなさい。 □(1) 図2の点f-g間における力や運動のようすとして最も適当なものを,図2 次のアからオまでの中から選んで,そのかな符号を書きなさい。 アボールにはたらく重力と床がボールを押す力はつり合っている。 イボールの進行方向に力がはたらいている。 図1 ウボールにはたらく重力の大きさは,静止しているときよりも小さい。 エボールには何も力がはたらいていない。 オボールの速さは,だんだんおそくなる。 □(2) 点におけるボールの瞬間の速さはいくらか。 単位をつけて書きなさ (3) 点 b-d間に, ボールが移動した距離はおよそ何cmか。 (1) コーチ 速さ [m/s] = 距離 〔m〕 時間 [s] 速 (2) 28cm/3 30 cm/s 201 10 の 8cm/6mm D' d (3) 20.5 時 砂の層 % 1.0 〔秒〕 間 1.5 cm

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物理 高校生

高校生物理基礎の問題です 赤枠で囲った問題の解説にある 三つの 0 はそれぞれ何エネルギーが 0 であることを示しているのか教えてください。

第5章■仕事と力学的エネルギ リード] D 110 保存力以外の力の仕事 図のように床と斜面 がつながれている。 床のAB間はあらいが、他はなめら かである。 床の一部分にばね定数kのばねをつけ, 一端 に質量mの物体を押しあてて、 ばねを縮めた。 AB間 の物体と床との間の動摩擦係数をμ',距離をS, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) ばねを解放したとき, 物体が点Aに達する直前の速さを求めよ。 Ammun B (2) 物体は点Bを通過後,斜面を上り, 最高点Cに達した。 Cの床からの高さんを求めよ。 もどってきた物体がばねを縮めた。ばねの最大の縮みxを求めよ。 →例題 24,113 応用問題 112 仕事と運動エネルギー■ 質量2.0kgの物体が, なめらかな水平面のx軸上の原点Oを速さ3.0m/sで通過 した瞬間から,速度の方向を含む鉛直面内で一定の角0だ け上向きに力F [N] を加えた。 力Fの大きさは移動ととも に右のグラフのように変化する。 また, cos0=0.80 とす る。 111 力学的エネルギーの保存 ばね定数k [N/m] の軽いつる 巻きばねの一端を固定し、他端に質量m[kg] のおもりをつるして, おもりを下から手で持った台で, ばねが自然の長さになるように支 える。 重力加速度の大きさをg[m/s'] とする。 (1) 台をゆっくりおろしていくとき, x [m] だけ下がった位置で台 がおもりを支える力の大きさ F [N] を求めよ。 (2) おもりが台から離れるときのばねの伸びx] [m] を求めよ。 つりあい (3) はじめの状態で台を急に取り去った場合, 最下点でのばねの伸びx2 [m] を求めよ。 (4) おもりの最下点について, x1 と x2 の差が生じた理由を述べよ。 ➡115 (1) 力Fが物体にした仕事Wは何Jか。 (2) 物体が x=10m の点を通過する瞬間の速さは何m/s か。 0 F[N] 8.0 2.0 0 mmmmmm 10m 自然の長さ CQ 10 lllllllllll h ■■ ■■ x (m) -102 ヒント 112 カFの分力 Fcose のみが仕事をする。 (F-x 図の面積) × cos0が,Fのした仕事となる。 てい mi と 放した の 化を Imgs 111 112 ここがポイント 軽いつる巻きばねなのでばね自身の重さは無視できる。 これはばねを縦につるしても、おもりを取 りつけなければばねは伸びないということである。 (1) おもりを支えながら台をおろしていく場合、 おもりは台が上向きに支える力によって仕事をされ、 力学的エネルギーは保存されない。 (1) 台をゆっくりおろしているので, おもりは等速運 動をしている。 よって, おもりにはたらく力はつ りあっている (おもりにはたらく力の合力は0であ る) から,上向きを正として, aより力のつり あいの式はkx+F-mg=0 ゆえに F=mg-kx [N] (2) 台がおもりを支える力が0になるとおもりは台か ら離れる。 (1) の結果において, x=xのとき F0 となるから (3) 台を急に取り去った場合、 おもりには保存力である重力とばねの弾性力のみがはたらくので、力学 的エネルギーは保存される。 0-mg-kx₁ よって mg - [m] (3) 自然の長さの位置を基準水平面とする(図5)。 はじ めの位置と最下点での力学的エネルギー保存則より 0+0+0=0-mgx2+ 100 0=-—-kx (x₂-2mg) 0皿 2mg k 0より [m] (4) 台をゆっくりおろしていく場合は、おもりを支え る力によって負の仕事をされ力学的エネルギーが 減少するが, 台を急に取り去った場合は力学的エ ネルギーが保存されるため。 -xcos 0 自然の 長さ 2.0 第5章■仕事と力学的エネルギー ばねの 0 はじめ 水平面 図b mg 解答 (1) 力Fが物体にした仕事を W [J] とす F(N) 4 ると, F-x 図の面積より 18.0 W= (2.0+8.0)×10 2 cos0=0.80 であるから W=40J 10 (2) x=10mでの物体の速さを [m/s] とすると, 物体の運動エネルギー の変化は、物体にされた仕事に等しいので「1/12m-1/2m -mv² =W₁ よ り 1/23×2.0 × -/1/3×2.0×3.0°=40 Cheeeeeeeeee よってv=7.0m/s 最下点 ここがポイント 力の大きさが変化するので 「W=Fxcose」 の式にFの値を代入することはできない。 力Fの分力 Fcos0 のみが仕事をするので, (F-x 図の面積) × cos0 が F のした仕事となる。 また、物体の運動エネルギーの変化 = 物体にされた仕事の関係が成りたつ。 51 「ゆっくり」 とは 「力のつ りあいを保ちながら」という ことである。 2 (2)の結果と比べると2 信伸びていることがわかる。 したがって, おもりはつりあ いの位置を中心に はじめの 位置を最上点, ばねの伸び の位置を最下点として振動す る。 @__mv²+W= 2mo (はじめ+仕事終わり) を用いてもよい。

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理科 中学生

(5)が解説みてもわからなかったので教えてください🙏

3 [斜面上の落下運動] 図1のように、力学台車にテープをつけて斜面上に置き、20秒ごと に点を打つことのできる記録タイマーをはたらかせながら, 台車を静かにはなし, その運動 を調べた。図2は、この実験で得られたテープの一部である。 はっきり読める打点Aから 6 打点ごとにB,C,D, ・・の記号をつけ、それぞれの長さをはかり、下の表にまとめた。 あとの問いに答えなさい。 ( 8点×540点) 〔図1] 〔図2] 力学台車 記録タイマー A B 60cm/5/②(肉に記入) U• (3) 201 OPONIN [表 テープ区間 長さ[cm] A-B 6.0 B-C 10.0 C-D 14.0 D-E 18.0 E-F 22.0 80m/s 3秒後 120cm 5 40.0 0.4秒 50cm 300 速 200 速さ 〔S〕 (1) 打点A-B間を運動中の台車の平均の速さはいくらですか。 (2) 台車の瞬間の速さと時刻との関係をグラフに示しなさい。 た Tв Tc TD TE TF 時刻 〔s〕 よこじく だし、右のグラフの横軸の目盛り TA, TB, ・・・・・・・ばそれぞれA点、B点・・・・・・を記録タイマー が打点した時刻であり,また,各区間の平均の速さは, その区間の真ん中の時刻の瞬間の速さ 今とみなしてよいとする。 (3) C点をタイマーが打点した瞬間の台車の速さはいくらですか。 (4) D点は台車をはなしてから何秒後に打たれた打点ですか。 (5) E点は台車をはなしてから何cm 移動したときに打たれた打点ですか。 (1) (4) 100 I TA 「 1 [大阪教育大附属平野高〕 37

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