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物理 高校生

なぜ赤線のことが言えるのか教えて欲しいです 保存力しか働いていないから力学的エネルギー保存則が成り立っているなと思ったのですがどうやって図示してそのことを表すのか そして なぜエネルギーの言葉の前に(落下した水の)=(はじめの)という言葉が必要になるのかもわからないです ... 続きを読む

一法関 基本例題28 熱と仕事 ►►► 74,75 アフリカにあるビクトリア滝は落差110m, 水量は毎分1.0×10m² といわれる。重力加速度の大きさを 9.8m/s', 水の密度を1.0×10°kg/m?, 水の比熱を4.2J/(g・K) とする。 (1) 落下した水の運動エネルギーがすべて熱に変わるとしたとき, ビクトリア滝で1秒間に発生する熱量Q〔J〕 を求めよ。 (2) (1)の熱量が水温の上昇に使われたとして, その温度の上昇4T〔K〕を求めよ。 仕事) (3) この水を利用して水力発電を行うとして,得られる出力(仕事率) P 〔W〕 を求めよ。ただし,水車の効率は 50% とする。 指針mgh [J] の質量mの単位にkg を用いるので,熱量の計算にはm×10°〔g〕 として用いる。 落下した水の運動エネルギー=はじめの位置エネルギー 解答 (1) 1秒間に落下する水の質量m[kg〕は (1.0×105)×(1.0×10³) _ 108 60秒 60 m=- -kg 1秒間に発生する熱量は, 1秒間に失われる力学的エ ネルギーに等しいから 108. Q=mgh= -X9.8×110 60 = 1.79... ×10° ≒1.8×10°J Let's Try! 位 BEL 第6章 熱とエネルギー 61 どんか度 (2) Q=(m×103)×c×4Tより AT= to 3 ?? Q mgh gh 10°C mc×103 mc×103 = 0.256...≒0.26K (3) 仕事率は1秒当たりにした仕事で (1) Q に等しいか ら 50 100 =(1.79×10°) x P=Qx = 8.95×10°≒9.0×10°W 9.8×110 103×4.2 50 100 たが REME 7、物 ネル

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物理 高校生

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B 3あ ) E C Fcos S % 5 10 第1編 力と運動 基本例題7 壁に立てかけた棒のつりあい 質量 m, 長さ 21 の一様な棒 AB を, 水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に, 水平か ら0の角をなすように立てかけた。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 棒が静止しているとき, 壁からの垂直抗力の大きさ NA, 床からの垂直抗力の大きさ NB, 摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 棒が倒れないためには, tan 0 がいくら以上であればよいか。 ただし,棒と床の間の静止摩擦係数をμとする。 Bのまわりの力のモーメントのつりあい, 鉛直方向と水平方向の力のつりあいを考える。 答 (1)棒にはたらく力を図示する。 Bのまわりの力の モーメントのつりあいより mg xlcos0 - NA×21sin0 = 0 mg 2 tan 0 NA=- 鉛直方向のつりあいより NB-mg=0 よって NB=mg 水平方向のつりあいより NA-F=0 Let's Try! 8. 壁に立てかけた棒のつりあい 長さ1[m]の軽い棒 AB を,水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に,水平から 60°の角度をなすように立てかける。 棒のA端から離れた 点に重さ W〔N〕 のおもりをつるしたところ, 棒は静止した。 (1)棒が壁から受ける垂直抗力の大きさをNA〔N〕, 床から受け る垂直抗力の大きさをNB〔N〕, 摩擦力の大きさをF〔N〕 と する。 NA, NB, F をそれぞれ求めよ。 Na= W 3 tan ① NA=F @ 3 NB=1/3xw こ X 3 Na mg F=NA= 2 tan 0 (2) F が最大摩擦力μNB をこえ なければよいので F≤UNB = mg 2 tan tan 02 Wo w cos/60°= Nasin60°xl wcOS 600 3 Sin 60°& Mμmg 1 2μ 60° F NA とする。 NB B (2) 棒の立てかける角度を変化させたとき, 棒が倒れないためには, 角度を何度以 上にすればよいか。ただし,棒と床の間の静止摩擦係数を 1/3 2 8. (1) NA: (2) NB: F: NE Ima NA mg F- m 21 21 sine NB Icos XB →例題 7 2 重心 (1) 重心 4 点 質 100 基 1. 質量 40c' め 1. 重 £

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