理科
中学生

(い)と(う)がわかりません!答えは、1と75Jになるそうです!教えてください!

間4 仕事について誤べるために,次のような実験を行った。この実験や結果について,あとの問いに答谷えなさい。た だし、ひも,定滑車,動滑車,ばねばかりの質量,ひもののび,ひもと滑車の間jの摩擦は考えないものとする。 (実験) 次のの~③の手順で実験を行った。ただし、①~③では水平な床に置いたおもりを真上に引き上げるとき、 ばねばかりは常に一定の値を示し、すべて一定の速さで手を動かしたものとする。 O 図1のように,おもりにはたらく重力に逆らって、おもりを5.0cm 引き上げた。おもりを引き上げるときに 手が加えた力の大きさを,ばねばかりを使って調べた。また、おもりが動き始めてから 5.0cm 引き上げるまで に手を動かした距離を,ものさしを使って調べた。 の 図2のように,定滑車を2個使って,①と同じおもりを5. Ocm 引き上げた。このとき手が加えた力の大きさ と手を動かした距離を, ①と同じように調べた。 図3のように,動滑車を使って,①と同じおもりを5.0cm 引き上げた。このとき手が加えた力の大きさと手 を動かした距離を,①と同じように調べた。 図1 図2 図3 手 ばね ばかり ひも ひも ひも 5.0 cm 5,0 cm 5.0 cm おもり 結果 手が加えた力の大きさ [N] 手を動かした距離[cm] の (S 3.0 5.0 2 3.0 5.0 1.5 10.0 次の文は,実験の結果からわかったことについて述べたものである。文中の(X )にあてはまることばとし て最も適するものを,あとの1~4の中から一つ選び,その番号を答えなさい。 動滑車を使うと,小さい力でおもりを引き上げることができるが,(X )。 1.手を動かす距離は変わらないため,仕事の大きさは変わらない。 2.手を動かす距離は変わらないため,仕事の大きさは大きくなる。 3手を動かす距離は長くなるため,仕事の大きさは変わらない。 4. 手を動かす距離は長くなるため,仕事の大きさは大きくなる。 (ア) (イ) O~3で,おもりを5.0cm引き上げたときの仕事率をそれぞれPi, P2, P3とすると,これらの関係とし て最も適するものを,次の1~6の中から一つ選び,その番号を答えなさい。 1.P」=P2,P」>P3 2. P」>P2>P3 3. Pi=P2=P3 4.P」=P2,P」<P3 5.P」<P2くP3 6. P2=P3,Pi>P2 図4のように定滑車と動滑車を組み合わせて質量15kgのおもりを引き上げること 代した。ひもの端を一定の速さで真下に1.0m引いたとき,ひもを引く力がした仕事 の大きさは何Jか。その値を答えなさい。ただし,質量 100gの物体にはたらく重力 の大きさを1Nとする。 図4 1500 ひも 15 kg 定 ものさし コー

回答

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図1と図2は両方とも物体を5cm持ち上げていて、手を動かした距離も5.0cmで同じなので、仕事も同じだし、仕事率も一緒。
しかし、図3においては、物体を5cm持ち上げているので、仕事は一緒だが、手を動かした距離が倍の10.0cmになっているので、手を動かした時間も倍になります。
つまり、仕事率は図1や図2よりも小さくなる、ということになります。
だから、P1=P2であり、P1>P3となります。


動滑車を使っているので、手を引く力はおもりの重さの半分になるので、手を引く力は、15kg=150N÷2=75N
仕事=75N×1.0m=75J

ひな

ありがとうございます😭m(*_ _

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