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理科 中学生

何問かだけでいいので、教えて下さい!

次の問いに単位をつけて答えなさい。ただし、斜面や滑 しゃ 問1 車の摩擦、および糸の重さやのびは考えないものとする。 図1のように、 斜面ABと質量4kgの物体P, および質 量2kgの物体Qがある。 斜面ABの長さは10m で, A点 の水平面からの高さ CAは6mである。 D点は斜面上の点 で,B点から斜面にそって5mだけ上方にある。 (1) 物体を水平面からA点の高さまで持ち上げるときの仕 事はいくらか。 答 240] (2) 物体Qを斜面にそってB点からD点まで10秒間で引き 上げるときの仕事率はいくらか。 箸 (3) 水平面を基準として、物体Pのもつ位置エネルギーが、 D点の高さにある物体Qのもつ位置エネルギーと同じにな るのは、物体が水平面からいくらの高さにあるときか。 答 0 図 1 5 m okg B = 9000 10m 物体Q 図2 物体Q W₂ 40N×6m=240 水平面 TW 水平面 物体P 6 m 40N 4kg 4000g 4 1044) 市 1物体P 問2 図2のように、 問1の物体を水平面上に、物体Qを斜面上に置き, 滑車にかけた糸で連結したと ころ、2つの物体は静止した。 糸はAB, ACにそれぞれ平行である。 物体Qにはたらく重力W を長 さ5cmの矢印で表すと, Wの斜面に垂直な方向と平行な方向の分力W,, W, は, それぞれ長さ 4cm, 3cm の矢印になった。 (1) 分力W, の大きさはいくらか。 答 (2) 物体Qが糸を引く力と分力Wとは大きさが等しいことを用いて, 水平面が物体Pを押しているの 大きさを求めよ。

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物理 高校生

右ネジをどのようにこれ使ってるんですか?磁力の向きないから分からないですよね。

電車の回生ブレーキは、 減速するときにモーターを発電機として 388 動くコイルに発生する誘導起電力 右図のように。 長い直 線状の導線にI[A]の電流が流れている。 1辺の長さが[m]の正 方形コイルを導線と同じ平面内に置き、矢印の向きにv[m/s]の 速さで動かす。 コイルの辺PSが導線 A から [m]の位置を通過 する瞬間,コイルに流れる電流を求めよ。ただし,コイルの抵抗 R〕 真空の透磁率を仰4 [N/A2] とし, コイルの自己インダ センサー 130 133~ クタンスは無視する。 389] 誘導起電力 右図のように, 鉛直上向きに磁束密度 B[T] の磁界がある。 長さ [m] の金属棒 OP が 点Oを中心 として水平面内を角速度ω 〔rad/s]で回転している。 OP の誘 導起電力の大きさはいくらか。 また, 点0と点Pのどちらの 電位が高いか。 センサー 134 M IN PAD b A S! kr→ JAB 解 390 モーターの原理 右図で, コの字型の回路が水 平面内に置かれていて、 磁束密度B[T]の一様な磁界 が鉛直上向きにかかっている。 Eは起電力 E〔V〕 の電 池 M 質量 [kg]のおもりである。 摩擦はないも のとし 回路を流れる電流のつくる磁界は無視できる ものとする。 コの字型の導線の間隔を[m], 重力加 速度の大きさを g〔m/s ] とする。 導体ab には R[Ω]かり!! 〕 の電気抵抗があるものとし、質量は無視する。 AB a 凸 TES E (1) スイッチ Sを入れたところ,Mは上向きに静かに動き出した。 スイッチを入れた 直後の,回路を流れる電流 I [A] とおもりの加速度α〔m/s'] を求めよ。 (2) おもりの速さが一定になったとき, 回路を流れる電流 電池の消費電力 おもりの 速さ,1sあたりに導体 ab で発生する熱量とおもりを持ち上げる仕事率を求めよ。 132

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物理 高校生

解き方わかる賢い方いませんか? 今年の近畿大学の医学部公募制推薦の問題です

Mu R² I-CO AJURSADE I-B と同じイオンエンジンを搭載した全質 量 MR [kg] の探査機 Xが地球の重心を中 心とした半径L [m] の円軌道A 上を等速 で運動しており, A を一周する時間は地球 の自転周期T [s] に等しい。 イオンエンジ ンの噴射により, Xを地球の重心を中心と した半径10L [m]の円軌道B上に乗せる 過程を考える。 AとBは同一平面内にある。 簡単のため, Xの運動に対し, 月や太陽の 重力の影響は無視できるものとする。 地球 の半径をR [m], 地上における重力加速度 12 の大きさをg 〔m/s2] とする。 このとき, R, T, g を用いてLは [m]と表せる。無限遠における位置エネルギーをゼロとしたとき, 軌道A, 軌道B上を等速円運動する質量1kg の小物体の力学的エネルギーの大きさ は,それぞれg, R, L を用いて 13 (J), 14 る。図4のように, 軌道A上で等速円運動を行う X を, X の進む向きに [J] と表せ 対して逆向きにイオンを噴射し続けることにより、 徐々にその軌道半径を 増大させながら軌道Bに乗せる。 この間, Xのイオンエンジンの仕事率の 大きさP〔W〕は一定であり, Xに搭載されたイオンの質量の変化はXの 全質量MRに比べて十分小さい。 これらから イオンの噴射によりXが 軌道A を離れ軌道B に乗るまでに要する時間tAB [8] はL, P を用いて 15 xgR2MR と表せる。 R = 6.4 x 106m, g = L=4.2×107m, P=1.0×103W, M=7.0×102kgの時, 有効数字1 = 9.8m/s2, tAB = 桁でtAB= [8] と表せる。 図4 X の軌道の概略 JB

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