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物理 高校生

101(3)です。自分の回答の間違いが見当たらず困っています。x=hとなれば正解(つまり(3)の解答としては2h)なのですがなぜか-hとなってしまいます。 重力による位置エネルギーの基準をhとおきました。どこに間違いがあるか教えていただけないでしょうか。

自転車が止まるとき。運動エネルギーは物によりエネルギーに変わる。 基礎 物理 A 99 力学的エネルギー保存の法則 右図のように、水平 面上に左端が固定されているばね定数を [N/m]の軽いばね がある。 ばねを自然の長さよりェ[m]だけ縮め、そのばね の右に質量[kg]の小物体を置く。 床や斜面はなめらか であるものとし、重力加速度の大きさをg [m/s] とする。 (1) 小物体を静かにはなした後点Aを通過するときの小物体の速さを求めよ。 (2)小物体が点Aを通過し、斜面をすべり上がった。 最高点Bの高さを求めよ。 (3)再び小物体が斜面をすべりおり、ばねに接触した。 ばねを自然の長さからどれだけ 押し縮めることができるか求めよ。 センサー 26 27 100 力学的エネルギー保存の法則 右図のように、傾きの角 0 の斜面上に, ばね定数k [N/m] の軽いばねの上端を固定し, 下端に質量m[kg] の物体を取りつけた。 ばねを自然の長さに 保ち、物体を静かにはなしたところ, 物体はつり合いの点を 超えて移動した。 このとき ばねは自然の長さから最大いく らまで伸びるか。 次のそれぞれの斜面の状態のときについて 答えよ。 ただし、重力加速度の大きさをg 〔m/s'], 動摩擦係数を とする。 7 (1), 斜面がなめらかなとき 斜面が摩擦のあるとき センサー 26, 29 30 101 力学的エネルギー保存の法則 右図のように、なめら かな水平面上に置いた質量 3mの物体Aに軽い糸の一端を 取りつけ, なめらかに動く滑車を通して糸の他端に質量2m の物体Bをつり下げた。このとき、Bの床からの高さはん であった。 次に, A. B を静かにはなしたところ、しばらく してBが速さで床に到達した。 ただし, 重力加速度の大 きさをg, 糸がAを引く力の大きさをTとする。 水平面 (A,B について, 運動エネルギーの変化と仕事の関係式をそれぞれ表せ。 LB h(S) 床 (2)(1)の結果より, vをg, hを用いて求めよ。 また, A, B 全体で考えると何がいえ るか答えよ。 lgh 夏の大きさを (3) 初めの状態からAに,左向きにv=2 の速さを与えたとき, Bは床から何m 5 まで上がるか。 センサー 260 必解 102 動摩擦力のする仕事と力学的エネルギー 質量m[kg] の自動車が,水平な路上を 速さ” [m/s]で走っていて急ブレーキをかけたところ, s〔m〕 だけスリップして停止した。 ただし、動摩擦力は速さによらず一定であるものとする。 この自動車の運動エネルギーは, 停止するまでにいくら変化したか。 (2)運動エネルギーと仕事の関係より、動摩擦力の大きさ [N] を求めよ。 (3) 自動車の速さが2倍になるとスリップする距離は何倍になるか。 センサー 29 30 7 仕事とエネルギー 63

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物理 高校生

(2)のAのまわりの力のつり合いのモーメントでTcos30°が式に入らないのはなぜですか?

基本例題 21 長さ 質量m の一様な細い棒 AB の一端 Aを ちょうつがい 直な壁に蝶番でとめ、他端Bには糸をつなぎ、糸と 水平面のなす角が30°となるように点Cで糸を壁に固 定して棒を水平に保った。 Aにはたらく力の水平方向, 鉛直方向の成分の大きさをそれぞれFx, Fyとし, B にはたらく糸の張力の大きさを T, 重力加速度の大き さをする C 〇〇 A 30 B 「蝶番 棒 (1) 棒にはたらく力のつり合いの式を水平, 鉛直方向についてそれぞれせ。 (2)Aのまわりの力のモーメントのつり合いの式を示せ。 (3) F., F,Tをそれぞれmgで表せ。大の比 (4)Aにはたらく合力の大きさをFとする。Fをm,g で表せ。 基本 記述 32 よ の 考 [解 考え方 剛体がつり合うのは、力の和が0で力のモーメントの和が0であるとき。 RE [解説] (1) 水平方向... Fx= Tcos30° √3 よって, Fx=- T 12肉の食感 2 鉛直方向... Fy+ Tsin 30° = mg よって、Fx+1=mg の冷盛 内 P (0) (1) 合力 T 30° B (2)反時計まわりを正として, Aのまわりの力のモーメン トのつり合いの式をつくると L Tsin 30°・L-mg- mg = 0 2 よって、1/2TL-12ml=0 (3)(2)より,T= mg これを(1)に代入して, √3 Fx= -mg, Fy= 2 2 mg (4) F=√Fx^2+Fy^2 = mg 別解 剛体がつり合っているとき、平行でない3力の作用 線は1点Pで交わる。 よって、 右図のような力の関係が 成り立つから,Aにはたらく合力FとT及びmgの大き さが同じであることがわかる。 mg ab 60°60°X P 0 7A mg

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理科 中学生

中学3年生の理科です この問題の(3)がわかりません。

3 海陸風 次の実験について、 問いに答えなさい。 [1] 図1のように、2つのプラスチックの容器に 砂と水をそれぞれ入れた。砂と水の温度を室温と 同じにした後、白熱電球で等しく光を当て、2分 ごとに10分間、デジタル温度計で温度を測定した。 図2はその結果をまとめたものである。 [2] 砂と水を新たに用意し、 容器に入れた後、そ れぞれの温度を30℃にした。室温で放置し、2分 ごとに10分間、温度を測定した。 図3はその結果 をまとめたものである。 温 20 < 奈良改〉 3 図1 デジタル温度計 白熱電球 砂 水 プラスチックの容器 図2 30 砂 水 10 [°C] 0 246 810 時間〔分〕 図3. 30 [3] 図4のように、水槽の中に冷えた保冷剤をの せた台と湯を入れた。 次に、水槽に線香の煙を入 れ、煙が動くようすを観察した。図中の矢印は煙 の動きを模式的に示したものである。 温度 温 20 砂 10 [℃] 2 4 6 8 10 時間 [分] 図4 ふた 線香の (1) 次の文の{ } ①、②に当てはまるものをそ れぞれア、イから選びなさい。 水槽 煙の動 T き 保冷剤 台 湯 イ [1] [2] の結果から、砂の方が水よりも① {ア 温まりやすく 温まりにくく}、 ② {ア 冷めやすい イ冷めにくい}ことがわかる。 (2)記述 [3] で、湯の上で線香の煙が上昇するのは、湯で温められた空気が上 昇するからである。 温められた空気が上昇する理由を書きなさい。 (3)[3] で、水槽の下部での空気の動きは、昼夜のどちらの時間帯に吹く風 • を表しているか。 また、 それは海風 陸風のどちらか、書きなさい。 (4) 表は、 図5中のある地点で海陸風を観 測した記録である。 観測地点として最も 適切なものを、 ア~エから選びなさい。 [時刻 風向 風速 [m/s] 時刻 風向 風速 [m/s]] 2時 西南西 0.9 10時 東 1.7 12時 東北東 2.3 4時 西北西 0.9 6時 西 0.5 8時 東北東 14時 東 3.0 1.5 16時 東 2.4 図5 H 北

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