Question

ひろみちこ

1枚目が問題で、2枚目が解説なのですが、

（1）の解説のマーカー部分の式は公式的なものですか？どうやったらこの式が出てくるのか教えてほしいです。

（2）の解説のマーカー部分で、なぜ変換効率が100%だと分かるのですか？

解説よろしくお願いします🙇‍♀️

2筋道を立てて考え,表現する力 図の
ように,モーターに3.0Vの電圧を加えて
回転させ,質量500gの台車を一定の速
さでA点からB点まで引き上げた。この
とき、モーターに流れる電流は100mAで
一完であった。また, 斜面のAB間は120cm, AからBまでの高さは30cmである。100gの物
モーター
Q糸
引き上げられた台車
BA
30cm
120cm
水平な床
A
まさつ
体にはたらく重力を1Nとし,摩擦はないものとして, 次の問いに答えなさい。
(1) モーターが台車を引く力は何Nか。
(2) AB間を移動しているときの台車の速さは何皿/sか。 計算の過程や考え方も書きなさい。
ただし,モーターに投入した電気エネルギーのすべてが台車を引き上げるために利用され
たものとする。 S()
答え( )
考え方
りがある。

2 (1) 1.25N
2(1) く力の大きさ 持ち上げる高さ
物体の重さ斜面に沿って引く距離
台車は質量500g(重さ5N)だから, 5[N]×=1.25(N]
(2) エネルギーの変換効率が100%なのだから, モーターで消費さ
れた電力がモーターの仕事率になる。これと等しいgm
き上げる仕事の仕事率は, (1)で求めた引く力と求める速さから求
めることができる。
モーターのする仕事5(N]×0.3[m]=1.5[]] と, モーターの仕事
率0.3Wから, モーターが台車を斜面に沿って 120cm=1.2m 引き
上げるのにかかった時間を 1.5[J]+0.3 [W]=D5.0 [s] と求めてか
ら,台車の移動する速さを
解く時間がどのくらい違うか比べてみよう。
が電
より,
(2) 答え…0.24m/s
考え方…モーターの仕事率
は 3.0[ V]×0.1[A] =
0.3[W]である。求める
速さをrm/sとして台車
にした仕事率を求めると,
1.25(N)×z [m/s] であ
る。よって, 1.25[N]x
2 [m/s) =0.3[w] を解
けばよい。
30
120
0
治車を引
1.2(m)
5,0[s)
-=0.24[m/s] と求めるのと,

エネルギー 変換効率