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理科 中学生

理科の仕事とエネルギーの単元です。 全ての問題がどこを見てどのようにして解けば分かりません、解説お願いします。

13 実験1~3について、次の問いに答えよ。ただし、100gの物体にはたらく重力の 大きさを1Nとし、ばねと糸の重さ、摩擦は考えないものとする。 【実験1】 図1のように、ばねにおもりをつり下げて、おもりの質量 ことばねののびの関係を調べ、結果を表にまとめた。 【実験2】 おもり |おもりの質量 [g] 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 ばねののび[cm] 0 0.9 1.9 3.0 4.0 5.1 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 図2 実験1で用いたばねを使い、 図2のように床に置 いた 120gの物体と糸をつなぎ、 定滑車にかけた。 このとき、ばねののびは0cm であった。 次に、糸を 静かに下向きに引いた。糸を引きはじめると同時に ばねは、のびはじめた。 物体 定滑車 天井 図4 一床 図3 動滑車 物体 床 図1 10 09876543210 [cm〕 8 ね 7 の 6 【実験3】 ① 図3のように、 実験1で用いたばねに糸をつなぎ、 40g の動滑車と120gの物体をつり下げて、モーターの軸で糸 を巻きとれるようにした。 はじめ、 モーターの軸が回転 しないように、 手で固定した。 ② 電源装置のスイッチを入れて、モーターの軸から手 をはなすとモーターは糸を静かに巻きとり始め、動滑 車と物体が引き上げられた。 (1) 実験2で、糸を引き始めてから10cm 引くまでの間の、糸を引いた距 離とばねののびの関係を表すグラフを図4にかけ。 (2)実験3の①で、動滑車と物体をつり下げたときのばねののびの大きさは何cm か。 (3) 実験3の②で、動滑車と物体を50cm引き上げるときのモーターの仕事率が0.2W であった。モーターが巻き とった糸の長さは何cmか。 また何秒かかったか。 ばね 軸 定滑車 ばね 天井 モーター 電源装置 0123456 7 8 910 糸を引いた距離 [cm]

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二枚目の写真の3番についてです。 動滑車を用いる場合は、力が半分になる分、引く長さを2倍にしなければいけないと私は思ったのですが、回答は16センチではなく4センチでした。これはなぜでしょうか??

のびの関係を調べ, 結果を表にまとめた。 考えないものとする。 おもりの質量[g] 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 ばね ばねののび (cm) 0.9 1.9 3.0 4.0 5.1 6.0 7.0 9.0 8.0 10.0 おもり の物体と糸をつなぎ,定滑車にかけた。このとき,ばねののびは 図2 Ocm であった。 次に,糸を静かに下向きに引いた。糸を引きはじめると同時に, 天井 定滑車 ばねはのびはじめた。 200 4.5cm-(N p29: 0:9cm = TG月 = 20ん-90 ス の図3のように, 実験1で用いたばねに糸をつなぎ,40gの動滑車 (実験3) と 120gの物体をつり下げて,モーターの軸で糸を巻きとれるよう 物体 にした。はじめ,モーターの軸が回転しないように, 手で固定した。 床 図3 の電源装置のスイッチを入れて, モーターの軸から手を離すと, モーターは糸を静かに巻きとりはじめ, 動滑車と物体が引き上げら 天井 定滑車 200 N 20 -019=えニノ: ンD0 れた。 1om: 4 内の図4の矢印は, 実験1でばねにつり下げられたおもりが静止 ているとき,ばねがおもりを引く力, おもりがばねを引く力, お 20-0.9x りにはたらく重力カを表している。 図4 ばねがおもりを引く力 おもりがばねを引く力 おもりにはたらく重力 動構率 0%|モーター 物体 電源装世 軸 E 床 OVUUWWNW

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