高校物理　75番の(3)と79番鉛筆で波線引っ張った部分の解説がわかりません。教えて欲しいです。

54 第1章 物体の運動とエネルギー 75 仕事率 重力加速度の大きさを 9.8m/sとして、次の仕事をそれぞれ求める (1) クレーン車が質量 2.0×102kgの物体を,一定の速さで35秒間に10m持ち上げ たときの仕事率 2) 自動車が1.5×10°Nの推進力で,一定の速さ 18m/s で走行したときの仕事率 773) 50kgの人が,1.0 分間に高さ12mの階段を一定の速度で上がったときの仕事 ヒント (3)この人は自分にはたらく重力に逆らって12m移動する。宝一高 ➡1 9102 運動エネルギーと仕事 図のように,斜面上に質量 76 3.0kg の台車を置き, 速さ2.0m/sですべらせたところ, ある時間が経過した後に, 台車の速さが6.0m/sになった。 この間に,台車にはたらく合力がした仕事はいくらか。 ➡2 77 ヒント 台車の運動エネルギーの変化) = (台車がされた仕事 ) 9/10 2.0m/s さ6.0m/s 18 ●運動エネルギーと仕事 質量 2.0×10-2kgの小球が, 厚さ 3.0kg # ST 2\m0.0.10m 0.10mの鉛直に固定された木材に,速さ 3.0×102m/s で水平に打ち こまれ、木材を貫通した直後に 1.0×10m/sの速さになった。 木材 の中を進む間, 小球は木材から一定の大きさの抵抗力を, 運動の向き と逆向きに受けるとする。 また, 重力の影響は無視できるものとする。 (1) 小球が木材を貫通するまでに、木材の抵抗力が小球にした仕事はいくらか。 T(2) 木材の抵抗力の大きさはいくらか。 OS ヒント (1) (小球の運動エネルギーの変化)=(小球がされた仕事 ) 223 ・木材 ➡2 NET 78重力による位置エネルギー 崖から10m上の塔の屋上には 質量 2.0kgの物体Aがあり, 崖から15m下の水面には質量面 4.0kgの物体Bが浮かんでいる。 重力加速度の大きさを 9.8m/s20 とする。 AQ 塔 10m 崖 (1) 水面を基準にとるとき, A,Bの重力による位置エネルギーは それぞれいくらか。 15m B (2) 崖を基準にとるとき, A, B の重力による位置エネルギーはそ れぞれいくらか。 -2 水面 79弾性力による位置エネルギー 図のように, 一端を壁 ヒント 重力による位置エネルギーは,基準のとりかたによって正にも負にもなる。 駐車 車 に固定したばね定数 3.0 × 102N/m の軽いばねの他端に物体 をつけて,この物体を水平方向に手で引く。 00000000 (1) ばねを自然の長さから10cm伸ばすとき, 物体がもつ弾性力による位置エネル ギーはいくらになるか。 また,このときに手が加えた力がした仕事はいくらか。 2)このばねをさらに10cm伸ばすとき、物体がもつ弾性力による位置エネルギーは いくらになるか。 また、このときに手が加えた力がした仕事はいくらか。 ➡2 ヒント 弾性力による位置エネルギーは, 弾性力に逆らって加えた力のした仕事に等しい。

なぜ十分時間が経過したら力がつり合うと分かるのですか？

金属棒を間隔 L [m] で平行に並べて レールをつくり、水平面に対して傾斜角0 で設置した。 レールの下端a, b は抵抗値 R[Ω] の抵抗でつないである。 一様な磁束 [密度B [T] の磁場を鉛直下向きにかけた状 態で,質量m[kg] の金属棒をレールの上 a R b B. 水平面 に水平に静かに置いた。 棒とレールとの摩擦と電気抵抗とは無視でき 棒はレールに対して常に直交しているものとする。 重力加速度をg [m/s] とする。 (1) 棒が滑り下りるとき,抵抗に流れる電流の向きは,図中の a b と b→a のどちらか。 (2)棒が速さ [m/s] で動いているとき,抵抗に流れる電流の大きさを 求めよ。 (3) 十分に時間が経過した後の棒の速さを求めよ。 このとき、棒はレー ル上にあるものとする。 (4)(3)の状態のとき,抵抗で単位時間あたり発生する熱エネルギーQ と重力が棒にする仕事率Pとの比を求めよ。

交流発電機の原理 交流発電機が回転し続けるために加える外力の仕事率が抵抗での消費電力と保存するのは何故なのでしょうか？ 誘導起電力は仕事はしないのですか？教えてください。

7/1029 7/29 10 交流発電機の原理 電磁誘導の骨格、出題 次の文中の空欄 ①〜13を埋めよ。 ただし①と⑧はイロのどちらかを その他は数式で記入せよ。文中の物理量は MKSA単位系で表す。 }の中から選び、 交流発電機の原理を考えてみよう。 図のように一様な磁界 (磁束密度B) の中に面積Sの 長方形 abcdの一巻きコイルを置き, 磁界に直交する軸のまわりに一定の角速度で回転さ せる。 コイルを貫く磁束のは周期的に変化する。 コイルがabを上にし,その作る面が磁界の 向きに垂直なときに時刻を0とし,かつこのときに磁界が面abcdを貫いている向きを破 束が正となる面の向きとすれば,=)となる。時間⊿tの間における磁束の変化 とするとき、コイルに生じる誘導起電力は, cd a b向きを電流の正の向きと LT, V=1 )/4t=30 であり、コイルの両端 pq に抵抗Rを接続して回路を形成 すると,図の状態で電流は (イ)ab, (ロb→a} の方向に流れる。 コイルの抵抗が無視でき るとすると、このときの電流I )であり,抵抗で消費される電力Pは,P ) となる。 次に回路を流れる電流が磁界から受ける力とコイルの回転に要する仕事を考えよう。 図の ように磁界の向きを方向, 磁界とコイルの回転軸に垂直な方向を方向, 座標原点を回転 軸にとる。 図の状態で,コイルの一部ab (長さ)が磁界から受ける力の大きさは電流Iを用 いて (ロ)下向き}となる。一方,図のコ であり,その方向は方向を{(イ)上向き, イルの回転からaまでの長さをとし, コイルの一部abの位置をx-y座標で表すと (土,日)=(8), }, またその速度は(フェ, by) = (),( たがってコイルの一部 ab が磁界から受ける力にさからって等速回転するために必要な仕事 )} となる。 し は単位時間あたりP=)となる。コイルの一部cdについても上と同様の議論がで またad, bcで受ける力はのまわりの回転運動を生じさせない。したがってコイル全 体で必要な仕事は単位時間あたり 2P' となり, 式を整理すれば電力Pと一致することがわか る。 N 4 d T a R B b B ◎電磁誘導 B ◎電磁誘導 亜(t) 閉曲線 IV ↓ C ~ ・回路程式 の向きを設定 I -(右手系) → の学 Vem (~ファラデー・ノイマンの法則) PR(t) = Pex(t) エネルギー保存 -46-

（3）棒が斜面上向きに動くことはないですか？

出題パターン 磁束を切る導体棒 鉛直上向きに、磁束密度B(Wb/m²= N/(A・m)) の一様な磁界がある。 磁界と (rad) の角をなす斜面上に、2本の長い 直線導体 aa bb' が平行に間隔 [m)だ け離れて置かれている。 長さ(m) 質量 (kg)、抵抗値R (Ω)の金属棒の両端X, So Yが、それぞれ導体 aa, bb'に接し、導体と常に直角を保ちながら、なめ らかに動くものとする。また、導体の上端部a. bにはスイッチ S. Sa 抵抗値'(Q)の抵抗がつながれている。重力加速度の大きさを g(m/s) とする。 (I) はじめに S を閉じた。電源の電圧をF(V)にして、金属棒を支える 手を静かに放したところ、 金属棒は動かなかった。 (1)金属棒が磁界から受ける力の大きさ(N) をFを含む式で表せ。 (2) 金属棒に働く力のつりあいの条件によりgを含む式で表せ。 ま たから見てbの電位は高いか低いか。 (Ⅱ) 次に, S, を開き、 S を閉じて十分時間がたったところ、 金属棒は速 さu (m/s)の等速運動をした。 (3)回路に生じる誘導起電力の大きさ(V) を を含む式で表せ。 また 金属棒を流れる電流の向きはXY, Y→Xのいずれか。 (4)をg を含む式で表せ。 (5) 等速運動をする金属棒に対し、重力のする仕事率P (W) はいくらか。 (6) このとき、回路全体の抵抗で1秒間に発生するジュール熱Q(J)はい くらか。

ここの問題がわからないので教えてください。

第3回 力学的エネルギー (教科書p 74~87) 1. 次の仕事に関する問題に答えよ。 ただし、重力加速度は9.8m/sとする。 (1) 物体を40Nの力で押して、 5.0m動かしたときの仕事。 式: 解答: (2)質量 2.0kgのボールを、 5.0mの高さまで投げ上げたときの仕事。 式: 解答: (3) 右図のように、物体を50Nの力で、 力と 60° を なす向きに引いて、 水平方向に 4.0m動かした ときの仕事。 SON 60° 式: 解答: 4.0m 2. 次の場合の仕事率を求めよ。 ただし、重力加速度は9.8m/sとする。 (1) 質量 10kgの物体に糸をつけ、一定の速さで5.0m 引き上げるのに20秒 かかった。 式: 解答: (2) 質量 60kgの人が、高さ50mの建物の1階から屋上まで1分でかけ 上がったとき。 式: 物理基礎第3回 1 解答:

ここの問題の解き方がわからないので教えてください

6.5.0kg のおもりをばねにぶら下げたら, ばねは35cm伸びて静止した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s 2 として、次の問いに答えよ。 (1)このばねのばね定数はいくらか。 式: (2) ばねの弾性力による位置エネルギーを求めよ。 式: 35cm 解答: 解答: 0000000- 5.0kg 7. 次の文章の( )に適切な言葉を答えなさい。 右図のような振り子の運動では、 A点からB点に 移動するにつれて、おもりの ( 1 ) エネルギー は減少している。 その減少した分だけ(②) エネルギーは増加し、 B点では最大になっている。 この(①) エネルギーと (2) エネルギーの和を (③) エネルギーといい、 摩擦や空気抵抗がなければ、 B 基準面 (③) エネルギーは(④)に保たれる。このことを(③) エネルギー(5) という。 <解答欄> ①位置 運動 ③力学的 ④ 定 ⑤保存 8. 水平面上を速さ 14.0m/sで運動している物体が動摩擦力によって静止した。 水平面と物体の間の動摩擦係数が0.50であるとき、 物体が静止するまでに 式: 滑った距離は何mか。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 物理基礎 第3回 3

(1)のaに出てくるF=eEは公式ですか？ なぜこの式になったのか分からなくて💦 教えて頂きたいです🙇🏻‍♀️

50 断面積 S, 長さLの導体がある。この導体には,電気量 e の自由電子が単位体積当たり個含まれるものとして 次の問いに答えよ。 (1) 図のように、導体の両端に電圧V EVを加えた。 (a) 導体内に生じる電場の大きさはいくらか。 その向きは 図の A, B のいずれか。 (b) 自由電子が電場から受ける力の大きさはいくらか。 そ の向きは図のA,B のいずれか。 (2) 自由電子は電場から力を受けるが、導体中の陽イオンからの抵抗力を受け、この2 つの力がつりあって,自由電子は一定の速さで移動するとみなせる。この抵抗力の大 きさが自由電子の速さに比例すると考え、その比例定数をkとする。 (c) 自由電子の速さはいくらか。 (d) 導体の断面を単位時間に通過する電子の数はいくらか。 (e)導体を流れる電流の大きさはいくらか。 (f) オームの法則と(e) の結果を比較すると、導体の抵抗はいくらになるか。 S B (3)導体の両端に加えた電圧により生じた電場は、抵抗力に逆らって自由電子を移動さ せる仕事をする。この仕事は,導体から発生するジュール熱と等しくなる。 1個の 単位時間にする仕事はいくらか仕事率 ( (3)

(2)の式が分からないので教えて欲しいです 答えは60000kgです

B □156. 熱機関の冷却 熱効率 0.40, 仕事率 8.0 × 10°Wの熱機関がはたらいている。 (1) この熱機関が, 高温の熱源から受け取る 熱量は毎秒何Jか。 80000 00 00 x 000000000 000000000 0.4 = 熱 熱機関 冷却水へ 仕事 (2) 熱機関を繰り返しはたらかせるためには, 熱機関を水で冷却し続けな ければならない。 冷却水 1.0kg で 2.0×104Jの熱量を外部に捨てることが できるとして、 毎秒何kgの冷却水が必要か。

解説お願いしたいです🙇‍♀️✨️

97 仕事率 次の文の を正しく埋めよ。 質量 1.0×10°kgの車が 2.0×102Nの推進力で, 水平な直線道路を一定の速さ20m/s で走行している。 このとき車の受ける抵抗力の大きさはアNで, エンジンの仕事 率はイ kW である。 00150

538の(4)で、解説は理解できるんですが、私の解答のどこが間違っているのかわかりません。 ご指摘いただければ幸いです。

<思考 538. 回転する導体棒■ 半径r[m]の円形導体と,その中 心 が,磁束密度 B〔T〕の一様な磁場中に磁場と垂直に置かれ ている。OP は円形導体との接点Tで,一定の摩擦力を受 けながら回転できる。 最初, スイッチSは開いている (1) [m]の導体棒 OP のまわりで自由に回転できる長さa B W r 0 T PAAD P R OPの先端Pに一定の大きさの力を加えながら,角速度ω [rad/s]で反時計まわ りに回転させるとき, OT間に生じる誘導起電力の大きさはいくらか。 a (2) 次に, スイッチSを閉じた。 棒OP を同じ角速度 [rad/s]で回転させるには,棒 OPの先端に,棒と直角な方向にさらに力を付加する必要がある。 その理由を述べよ。 (3) 抵抗 R[Ω]で消費される電力はいくらになるか。 / (4) 新たに付加する力の大きさはいくらか。 (金沢大改)