物理
高校生
解決済み

(3)(4)はどういうことですか?
式の工程をを教えて下さい。
お願いします🙏

第Ⅲ章 熱力学 の何悟か。 I夏は、13.60g/cmである。 60℃での水銀の密度は, 何g/cmにな るか。 た。 279.失われた力学的エネルギー■ 図のように,水平とのな す角が45° の粗い斜面上に,質量 m[kg]の物体を静かに置く と、物体は斜面をすべり始めた。物体と面との間の動摩擦係 数をμ', 重力加速度の大きさをg [m/s°]とする。 0 (1) 物体にはたらく重力,垂直抗力はそれぞれ何Nか。 「(2) 物体が斜面を距離 s[m]すべる間に,重力, 動摩擦力, 垂直抗力がした仕事はそれぞれ何Jか。 (3) 斜面を距離s[m]すべったとき,物体の速さは何m/sか。 下(4) 斜面を距離 s(m]すべる間に,摩擦によって発生した熱量がすべて物体に与えられ たとする。物体の比熱を c[J/(g·K)]とすると, この間における物体の温度上昇は何 こする m [kg] と割 s[m] 45% S (名城大 改) Kか。 (思考) 280.熱機関と熱効率■ 水蒸気を用いた熱機関(蒸気機関)がある。 この蒸気機関では、 仕事をしたあとの100℃の水蒸気が放出されると,外部へ捨てられることなく, 冷却器
禁力学 Loは0℃. での長さを表す。 my Sin45 =- 2 [Nである。 mg 45 したがって、重力がする仕事 W,は、 2 W= ○各力がする仕事は W=Fsの公式から求め る。力の向きと物体の移 動の向きが逆の場合, 仕 事は負になる。 別解)(1)(2) 直角三 角形の辺の長さの比を利 用すると、重力の各方向 の成分 W.. W,は。 mg: W,:W,=2:1:1 mgs 2 動摩擦力F'は, F'=μ'N=μ¥2mg 2 [N) となる。 動摩擦力がする 仕事 W。は、力と運動の向きが逆向きなので, Ws=- 2μ'mgs 2 第 垂直抗力は、物体に常に垂直にはたらくので仕事をしない。 0J (3) 運動エネルギーの変化は, 物体がされた仕事に等しい。 s[m]をす べる間に、物体は重力と動摩擦力から仕事をされ, その仕事の和は W,+ W.[J]である。物体の速さを»[m/s]とすると, V2 mgs_V2μ' mgs (Zmg W.=W,= mg V2 m=2mgs (1-μ) 2 1 -mvー0= -mv= 2 2 ひ=2 gs(1-μ') [m/s) (4) 温度上昇を 4T[K]とする。比熱の単位がJ/(g-K)なので, 物体の 質量をgの単位で表すと, m×10°[g] となる。 動摩擦力によって失わ れた力学的エネルギーが熱になるので, V2μ'mgs _(m×10°)×c×4T =200.0cm, 82×10/K. W。 2 W. mg 459 ℃を代入してい つ動摩擦力がした仕事 W,の大きさが、発生し た熱量に相当する。 Q=mcdTの式を用い ている。 2μ'gs _(K) AT=2×10°×C 2 280.熱機関と熱効率 10%

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