中学3年理科（物理）　てこ　仕事 ピンク色のマーカー部分の問の答えが、なぜこうなるのかが分かりません。 特に、（3）では、物体A＝120N 120÷2＝60N。 　　　（4）では、動滑車ではなく普通の滑車で、向きが変化しているだけなので0.4m。 という考え方で解いた... 続きを読む

[読解力2] 図1の輪軸は,小さい滑車が大きい滑車に固定された構造で、 それぞれの滑車の半径 の比は2:3になっている。 図2は、図1の輪軸を横から見たところである。 大きい滑車に 巻かれたひもBを引くと, 小さい滑車についたひもAが巻き上がるしくみになっている 図1 図2 図3 大きい車 輪 ひもA ひもB KA 71ZON 0.4m 小さい 滑車 ひも 物体A ひもB 11 物体A 図1の輪軸の小さい滑車のひもAに12kgの物体Aをつけ, 大きい滑車のひもBを引い て物体を0.4m持ち上げた。 次の問いに答えなさい。 ただし, 100gの物体にはたらく重 力の大きさをINとして, ひもの質量や摩擦力は無視できるものとする。 (1) 物体Aを, 輪軸を使わずに0.4m 持ち上げるのに必要な仕事は何Jか。 輪軸を使って物体を持ち上げるのに必要な力は、てこを使ったときと同じようにな る。 図1の輪軸は、図3のてこに置きかえて考えられる。 図3のように, てこのうで が水平になっているとき, 点Pを押す力は何Nか。 ただし, 図3のてこの目盛りは等 間隔になっている。 (3) (2) より 図1でひもBを引くのに必要な力の大きさは何だといえるか。 X 図1で、物体Aを0.4m 持ち上げるには,ひもBを何m引けばよいか。 (4) でそのように考えた理由を答えなさい。 (6) 図4のように, 動滑車と図1の輪軸を使って物体Aを 0.4m 持ち上げた。 ひもCが物体を引き上げる力は何 Nか。 TOP B (図4のとき, ひもBを引く力とひもBを引く長さを答 えなさい。 図4 物体A 120N 0.4m ひもの 輪軸 ひもB 先 ・打ち上げ たら、 問題5 慣性 (1) ア (2) 慣性 (3)①静止 ②等速直線運動 (4)慣性の法則 (5) 力がつり合っているとき (合力がONのとき) 押す 問題6 作用反作用 (1) (2) ①反対 ②等しい ③ 反作用 問題7 仕事 5N (2)4 J (3)0.2W 問題8 力学的エネルギーの保存 (1)A (2)C. D. EIOJ (4)I (56 2 (6) 力学的エネルギーが保存されているから。 問題 9 エネルギーの保存、熱エネルギーとその利用 (1) 電気エネルギーを光エネルギー (3) エネルギ変換効率 (4) 保存されている(常に定に保たれている) した時。 する?しない? OV ・ここで道が 無くなったとき、 始め は ②と②のどちの道に 進む? ため、 読解力2 仕事の原理 (148J (2)80N (3)80N (4)0.6m (5) (例) 仕事の原理より、物体Aを持ち上げる仕事は48J なので、 80Nの力では0.6 m引く必要があるから。 (6)60N (7) 力:40N 長さ: 1.2m 押す ・元々のソエネルギーは同じなら ↓ 01

この図のBの位置エネルギー、運動エネルギー、力学的エネルギーをグラフに表したとき、どのようなグラフがかけますか？ また、AよりもBの方がGに早く着くと習ったのですが、それは力学的エネルギーがAよりも大きいからですか？

A B A A こ 102. ル B C D E F G G

中3　理科　エネルギー 物体どうしをこすり合わせて、火をつける。 これは力学的エネルギー→熱エネルギーになるらしいのですが、 火が熱エネルギーっていうのはわかるとして、 なぜ物体どうしのこすり合わせが力学的エネルギーになるのでしょうか？？

中3理科　エネルギーの問題です。 2の（2）がわかりません。 1枚目が問題で、2枚目が解答です。 解答を見ても意味が理解できなかったので教えてください。

2 台車と接続したおもりが落下するときのエネルギーの変化おもりや台車を使って次の実験をした。糸の質 量や摩擦,空気の抵抗は考えないものとして、後の問いに答えなさい。 ただし, 100gの物体にはたらく重力 の大きさを1Nとする。 〔実験1] 図1のように, 質量500gのおもりを,静止 図1 MONT した状態から80cm 自由落下させた。 〔実験2] 図2のように, 質量500gのおもりを台車と 糸でつなぎ,静止した状態から80cm落下させた。 □(1) 実験1において, おもりが80cm落下する間に, 「重力がおもりにする仕事は何か。 [ (2) 図3は実験1, 図4は実験2におけるおも りの力学的エネルギーの変化を表したもので ある。 実験2のおもりの運動エネルギーの変 化が,実験1と異なる理由を,「力学的エネ ルギー」 ということばを使って説明しなさい。 エネルギーの大きさ おもり To 80cm) 運動 エネルギー 図2 位置 エネルギー 40 80 おもりの落下距離 [cm] 台車 図4 エネルギーの大きさ 0 運動 エネルギー 180cm 位置 エネルギー 40 80 おもりの落下距離 [cm] 71

円運動、 垂直抗力の正負がほんとに分からないです、この写真のときの、問題でなんで違うんですか。自分で図を書いても意味がわかりません。どなたか図で教えてもらえませんか？

9 3 13 遠心力に関係した身近なも T から見 ang 鉛直面内での円運動 右図のような, 半径r[m]のなめらかな円筒面に向 て質量m[kg]の小物体を大きさ [m/s] の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。 重力加速度の 大きさをg[m/s ] とする。 (1) 鉛直線となす角が0の点(図の点C) を通過すると L A CO 遠心 0 1933 きの小物体と面から受ける垂直抗力の大き AUDIO さを求めよ (2) 小物体が点Bを通過するための の条件を求めよ。 ●センサー 39 円運動では,地上から見て 解くか、物体から見て解く かを決める。 ① 地上から見る場合 遠心力は考えず、力を円の 半径方向と接線方向に分解 し、円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 小井 生ブ か または mr²=F ②物体から見る場合 遠心力を考え、力を円の半 径方向と接線方向に分解し, 5 136 半径方向のつり合いの式を V² m-=F Y HARENTE 立てる｡ ※どちらでも解ける。 ●センサー 40 物体が面に接しているとき, 垂直抗力 NO (1) 水平面を重力による位置 エネルギーの基準面とする。 先生にきく 2 mvo ■解答 (1) 点Cでの小物体の速さを [m/s] とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より 1 1 = 2 m ゆえに, v=√√√v²-2gr (1+cos) [m/s] F 基準 fr mv²+mg(r+rcose) Vo 3 54 ora ・① 垂直抗力の大きさを/〔N〕 とすると, 地上から見た円運動の運動方程式は, 129 134 138 B A v²-4gr Bmgcose N rcos00 O r [8] mg OmN+mg cos の これにを代入し, 整理すると, 2 mvo N= - mg (2+3 cose) (N) ...... 14 物理 r 別解 小物体から見ると,円の半径方向にはたらく力は、実際丁( にはたらく力のほかに、円の中心から遠ざかる向き start 基準位置 N+mg cose m-0(量的関係は上と同じ) r 9 遠心力がはたらいている。 半径方向の力のつり nof SA 合いより 非等速円運動では,円の接線方向にも加速度があり,物体か ら見た場合,接線方向での力のつり合いを考えるためには、接 線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2) (1)より、0 Nはともに減少していく。点Bを通過するためには、点B でぃ > 0 かつ N≧0であればよい。①より①=0を 代 入して、 v= では, 0 が小さくなるにつれて,v, ≦z〔rad] なんで2乗外して?COSO°=1M=

物理円運動、なぜv≧0になるのか分かりません v>0はなぜダメなんですか？

図のように,半径r[m] のなめらかな半球の点Bから質量 m[kg]の小球を初 速度 v[m/s]で円周上を這うようにすべらせた。 半円球の頂点Aを通過するとき の速さを求めよ。 また、 そのためのvの条件を、重力加速度gr, 0 を用いて ・表せ。 (1) 点 A を通過するときの小物体の速さをv 〔m/s〕とすると,力学的エネルギー保存の法則より、 点Bの高さを重力による位置エネルギーの基準面として, mg (r-r cos 0)+−mv 2 2 1 + 1/2mv ² ==mv² wžk, v= √v,² −2gr(1−cos€) (m/s) 2 164 小物体が面から受ける抗力の大きさをN〔N〕 とすると, 地上から見た場合, 円運動の運動方程式は, ma = F 222 m =mg-N ゆえにN=mg-m r 2 =N=mg 点Aを通過するためには N≧0かつ≧0であるので, 以上2式より v=v2-2gr (1-cos 0 ) ≧0よりvo≧/2gr (1-cose)... ① 02 N=mg-m v≥0 £9 vo ≤ gr (3-2 cos 0) ① <②より2gr (1-cose) vo≦gr (3-2cose) v=vo^2-2g(1-cose) [m/s] (4点) 0 Vo √ N6² -25+41-(050) ≤ 0 18²-2gr (1-1056) 20 No² ² 2gr (1-(056) ) 2gr (1-cos) ≤vo s (3-2 cos 6) M²√ √294 (1-(050) BEL 基準

張力を鉛直方向の力のつりあいで考えたらだめですか。

206. 鉛直面内の円運動 長さlの糸の一端に質量mのおも りをつけ, 他端を点0に固定して, 振り子とする。 糸が鉛直 方向と角0をなすように, おもりを点Aまでもち上げ, 静か にはなした。 おもりの最下点をB, 重力加速度の大きさをg として,次の各問に答えよ。 (1) おもりをはなした直後の糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 最下点Bにおけるおもりの速さはいくらか。 (3) 最下点Bにおける糸の張力の大きさはいくらか。 ヒント (1) このとき, おもりの速さは0なので, 向心力は0 となる。 (3) おもりは,重力と糸の張力の合力を向心力として円運動をする。 0 0 B A m 例題29

仕事についての問題です。①が分からないので解き方と答えを教えてもらいたいです！明日テストなので早めにお願いします( . .)"

動距 の速 面に いく 増え 誰を 次の 8 仕事 仕事について 次の問いに答えなさい。 ただし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし, 滑車とひもの質量や摩擦は考えないものとする。 JUSEL 図 1 2 5 m ~6kg 3 m 3 m F 4 m - 6kg ① 1 で, 質量6kgの物体を斜面に沿って5m 引き上げたときの仕事を求めなさい。 ただし, 物体と斜面との摩擦は考えないものとする。 ②図1 で、この仕事を30秒間で行った。 このと きの仕事率を求めなさい。 ③2 で, 質量6kgの物体を3m引き上げるの に必要な力Fの大きさと仕事を求めなさい。 ④ 図2 で,この仕事を20秒間で行った。 このと きの仕事率を求めなさい。 9 力学的エネルギー 図のような振り子でおもりを点Aまで持ち上 運動とエネルギ

力学的エネルギー保存の法則について質問があります。 下のような問題で使ってあるのですが、力学的エネルギー保存の法則は運動エネルギーと位置エネルギーの和と書いてあります。しかし、運動エネルギーしか考えてない時がよくあります。どういうことですか？

右向きに速さ 2.0m/sで進む質量20kgの球Aと. 左向 きに速さ 1.0m/sで進む質量10kgの球Bが正面衝突をし た。両球間の反発係数を0.50 として,次の各問に答えよ。 (1) 衝突後のA,Bの速度をそれぞれ求めよ。 (2) 衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。 指針 運動量保存の法則の式と反発係数の 式をそれぞれ立て, 連立させて解く。 mivi+m202=mvi'+m202′ A e = _ _ví - v₂ V₁ V₂ 解説 (1) 右向きを正の向きとし, 衝突 後のA,Bの速度をそれぞれ v', '′ とする。 運動量保存の法則から. |衝突前 | 2.0m/s B -1.0m/s 衝突後 B A 20kg |基本問題 191, 192 2.0m/s 1.0m/s B 10kg 20×2.0 +10×(-1.0)=20v'+10v2' 反発係数の式は, 0.50= 2つの式から, v1'=0.50m/s, v2′=2.0m/s A: 右向きに 0.50m/s,B: 右向きに 2.0m/s (2) 位置エネルギーは, 衝突の前後で変化しない。 失われた力学的エネルギーは, (衝突前) - (衝 突後)の運動エネルギーを計算して求められる。 O (1/2 ×20×2.0+ 1/1×10×1.0²) 2 - 1/2×20×0.50 + 1/3×10×2.0) =22.5J 23 J sar ví - v₂ 2.0- (-1.0)

高3物理です。③からの解き方を教えてください。

その2:楕円軌道においてA点での衛星の速さをVA, 地球 (焦点)からの距 離をra,同様にB点での衛星の速さと距離をVB, YB とおく。 A点とB点において力学的エネルギーは保存されている。つまり, 無限遠 1 Mm 1 / mv ² + (-6 mm) = = mv² + (-6 Mm) -G が成り立つ。また, ケプラーの第2法則 (面積速度一定の法則) から 1 A その3: 図のように地球を回る衛星 A,Bの軌道の中心を0, 0', 半長軸の長さ をa,b, 公転周期をT, To とするとケプラーの第3法則から以下の関係がある。 || でん 1 TAVA = 2 TBVB が成り立つ。 図のように楕円軌道からはみ出していてとても成り立たないように見えるが実際の速さは 10km/s の桁で軌道の大きさは 102~105km のオーダーなので十分な精度のある近似になっている。 地球 'B Tro 「B The Moon kR 地球 A ave b ・QR- 1.B B "B B Bro B 【達成すべき目標】 ① 第1宇宙速度vo をg, R で表し数値計算せよ。 ②静止衛星軌道の半径rをg, R, Te,πで表し数値計算せよ。 また, それが地球の半径Rの何倍になるかkRのkを 求めよ。 ただしは地球の自転周期である。以下の問題ではここで求めた kRを使うと式が簡単になる。こ 6.6R こで,重力加速度の大きさは 9.8m/s2, 地球の半径を6.4×10m とする。 R ③A点での速さを av (第1宇宙速度のα倍) にしたとき, 静止衛星はB点を通る楕円軌道に入ったとする。 αの値を求めよ。 ④楕円軌道上の衛星がB点に達したときの速さはvになっている。 βの値を求めよ。 AB ⑤ケプラーの法則を使って、 静止衛星がA点からB点に達するまでの時間 taBをg, R, πで表し数値計算せよ。 これにより, 日本が楕円軌道の長軸上に達する tag 前に衛星を加速させればよい。 ⑥目標の静止衛星の円軌道に入るためにB点での速さを yue に加速する必要がある。 yの値を求めよ。 ⑦ そもそもなぜ静止衛星軌道が存在するのか。 地球の自転と同じ周期Tで回ればよい。 この疑問にケプラー の法則を使って反論せよ。