仕事とエネルギーについての問題です。 （キ）と（ク）がなんでこの答えになるのかがわかりません。計算過程と解説をどなたかお願いします。

【7】 ( 明治大) 次の文中の空欄 ( )に適する式を所定の欄に記入せよ。 また, をそれぞれの解答群から一つ選べ。 X 図のように, あらい斜面上に質量の無視できるばねがあり, その下端 Q が固定されている。このばねは 斜面に沿って伸縮できる。 ばねははじめ自然の長さであり、このときのばねの上端 P の位置を x=0とし の小物体を静かに置く。 物体と斜面の間の静止摩擦係数をμlo, 動摩擦係数をμ',重力加速度の大きさを て斜面に沿って軸をとり, 下向きを正とする。 x=0より斜面に沿って距離も上がった地点Rに質量m とする。以下では、ばねと斜面の間の摩擦を無視してよい。また物体の大きさも無視してよい。 0 x=0 ア R に最も適するもの (I) 斜面の傾斜角6が小さいとき, 物体は静止したままであった。このとき、物体にはたらく摩擦力の大き イ さは ア である。 傾斜角をある角度より大きくしたところ、物体は斜面に沿って下降した。この 場合、斜面に沿った方向に物体が受ける力は,物体がばねに接触するまでは、 たがって、物体が斜面に沿ってLだけ下降して, ばねに接触する直前の速さVはウ で与えられる。 し である。 物体は、ばねと接した後, ばねと離れることなく運動し, ばねは最大d だけ縮んだ。 do だけ縮んだと きのばねの弾性エネルギー Ek は, ばね定数をkとするとE=(a)である。 物体が斜面に沿ってx=0か らx=d まで下降する間に重力が物体にした仕事はW= であり、摩擦力がした仕事は W2=オである。 ばねの弾性エネルギーEk, 接触する直前に物体のもっていた運動エネルギー 1 m2 の間には カ という関係式が成り立つ。 (ⅡI) 次に, 斜面の傾斜角9を0より大きいままにして, 物体をばねの上端 らだけ縮めてから静かに放す。 ここで物体が静止し続ける山の条件はキ である。 d がこの条件を 満たさず,物体が斜面を上がり始める場合を考えよう。物体はそのx座標がxになるところまで上がって いき, そこで速度がゼロになった。物体がx=dからx=xへ動いたときのばねの弾性エネルギーの変化と 重力による位置エネルギーの変化の和は、摩擦力がした仕事に等しい。｡ このことを利用すればx = | であることが導かれる。 ク ばねを自然の長さか に連結し,

こちらの問題についてです。答えは以下の通りなのですが、線引きした部分「x×10^3」になぜなるのかわかりません。教えてください！！

261. 水力発電 ある水力発電所では、 落差 1.0×10²m を水が落下して, 発電機をまわ している。このとき, 水の失った重力による位置エネルギーが､ すべて電気エネルギー に変換されたとする。 発電所で発電される電力が4.9×10kWであるとすると、 毎秒落 下する水の量は何m²か。 ただし,水1m²あたりの質量を1.0×10°kg, 重力加速度の大 きさを9.8m/s2 とする｡

物理基礎の力学的エネルギーの問題です。 (b)の問題の解き方を詳しく教えて頂きたいです🙏

M 滑車を通して糸でつな がれた,質量M[kg] の 物体 A と質量 m[kg] の 物体Bを,同じ高さで 静止させた。静かにはな すと, 物体Bはん [m] 落 下した。そのときの物体 Bの速さをv[m/s],重 力加速度の大きさをg [m/s'] とする。 (a)はじめの状態における物体Bの高さを重力に よる位置エネルギーの基準とする。 物体Bの高 さが表に示された値であるとき, 物体AとBの 重力による位置エネルギーU, 運動エネルギー Kはそれぞれ何Jか。 物体 A Bの高さ 0m - h[m] U J J K J J U off 物体B J J B K J J dbx [m] 落下したときの物体B の速さは何m/s か。 力学的エネルギー保存の法則を利用して求めよ。

この問題の解説をお願いします🙇🏻‍♀️ 写真は2枚あります！

問1 古代エジプト人は、ピラミッド をつくる岩石を運ぶのに斜面を利用 したと考えられる。まず,斜面にそ って岩石を引き上げる力の大きさを 考えよう。 図1に示すように、質量 の岩石を摩擦のない斜面にそって, 図1 一定の大きさの力Fで距離sだけゆっくり引っ張り続け、地面から高さんまで引き上 げたとする。 力Fのした仕事と岩石の得た重力による位置エネルギーとが等しいとす ると、このときの力Fの大きさはいくらか。 最も適当なものを,下の①~⑤のうち. から1つ選べ。 ただし、重力加速度の大きさをgとし, 滑車の摩擦は無視できるもの とする。 仕事 ② mgh ①mg Imgs 2 次の文章は、ピラミッドづくりに関する生徒 A, B の会話である。 生徒たちの説明が科学的に 正しい考察となるように, 文章中の空欄ア イに入れる語句の組合せとして最も適当なも のを、下の①~⑥のうちから1つ選べ。 図2 Aピラミッドをつくるとき, 個々の岩石を地面か らある高さんの平面まで持ち上げ、 その平面に敷き詰める。 敷き詰めた層の上に 次の層を積むという作業のくり返しによって, ピラミッドを完成させるものとし よう。 簡単のため、 岩石の形と大きさ, 質量はすべて同じであり、 摩擦も無視す るものとしよう。 B: それぞれの層の岩石の数は、その層の面積に比例するよね。 だから, 図2のよう なピラミッドをつくる場合は, 高さんが高くなるほど, それぞれの層の岩石の数 はアね。また,個々の岩石を引き上げる仕事は, 高さとともにイね。 ア 多くなる 多くなる ③ 多くなる ④ 少なくなる ⑤ 少なくなる ① イ 大きくなる 小さくなる 変化することはない 大きくなる 小さくなる 少なくなる 変化することはない mn 13579 11 13 15 17 19 mgh 4 問3 岩石を敷き詰めて20層のピラミッドをつくるとき, 各層において必要な仕事は, どのように変化するか｡ 積んでいる層の数を横軸, 各層において必要な仕事を縦軸と したグラフとして, 最も適当なものを下の①~⑤のうちから1つ選べ。 仕事 mgs (5 h 13579 11 13 15 17 19 仕事 13579 11 13 15 17 19 層

なんで最高点がθ=180°になるとわかるのですか？あとなんでθに代入しなきゃなってなるんですか？

STEP 3 模試問題にチャレンジ 角 長さ1の伸び縮みしない糸の一端を点0に固定し、他端に質量mの小球を取りつける。 図1のように,糸が鉛直線となす角が60° となる位置で,糸に垂直な方向に大きさかの 初速度を小球に与え,小球を鉛直面内で運動させた。 点0の鉛直下方の最下点をBとする。 また,重力加速度の大きさを」 とする。(20点) 系 (難問) we 60 IsinG 正解問1 小球が点Bを通過するときの速さはいくらか。 ( 5点 ) l-lsha 181, l(1-sint) 図1 問3 小球が点Pを通過するときの糸の張力の大きさはいくらか。 ( 5点) (難問) MUS (3年10月記述 問2 糸と鉛直線 OB のなす角が0となる円軌道上の点Pを小球が通過するときの速さはい くらか。 (5点) 問4 糸がたるむことなく,小球が一方向に回転運動を続けるためには、ひ。はいくら以上で なければならないか。 ( 5点) 垂直抗力がはたらくのは物体が面に触れている場合だよね。 物体が面 抗力が0以上で存在しなければいけないんだ。 同様に

なぜ-100が出てくるのか分からないので教えて欲しいです！

IM 50 ×9.8 400 4900 250 00 77 重力による位置エネルギー 490024500 質量 50kgのAさんは、地上からの高さが50%の高層 展望台に上り、その後、地上からの高さが150mの中層 展望台に下りた。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 (1) Aさんが地上から高層展望台に上るまでに,重力に 逆らってした仕事を求めよ。 W=50×9.8×250=122500(W=FXC) (2) 地上を基準面にしたとき, 高層展望台の上でAさんがもつ重力による位 エネルギーを求めよ。 V=mgh=50×9.8×250=122500 置 450 4900- 150 m 1250m (3) 高層展望台を基準面にしたとき, 中層展望台の上でAさんがもつ重力によ る位置エネルギーを求めよ。 V=mgh =5.0×9.8×1-100m)=

教えてください🙇🏻‍♀️

59. 力学的エネルギーの保存 長さlの糸に質量mのおもりをつけた 振り子がある。 糸が鉛直方向と30°をなす位置からおもりを静かにはなした。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) はじめの位置において, おもりがもつ重力による位置エネルギーUを求め よ。ただし, おもりの最下点を位置エネルギーの基準とする。 (2) おもりが最下点を通過するときの速さを求めよ。 A mu 1/30° 例題 25

基準面を点Ａとしたときの点Ｂの重力による位置エネルギーについての問題です。2枚目の写真の解答で、印をつけたところなんですけど、なぜsin30°になるかわからないです。 自分は普通に比を求めてやりました。（3枚目）これじゃどこがだめでしょうか？ よろしくお願いします🙏🙏

- 9.8=0 基準面 床 台の上 ×9.8 物体A 12 0 床 A 2.0kg B J J1 J 1.0m 30° 物体B O J 12 J 振り子 の支点 基準面 点Aの物体 点Bの物体 点Cの物体 点A OJ J 点C J J J

基本例題の㈢の式の、二分の一ｋ（Ｘ−Ｘ0）二乗の意味がよくわかりません。教えてください🙇

- 発展例題 24 ばね振り子の力学的エネルギー。 図のように, 天井に固定された軽いばねに質量mのおも りをつるしたところ, ばねが自然の長さから x だけ伸びた 点0で静止した。 おもりを下に引き, 点0からばねがαだ け伸びた点Aで静かに放した。 重力加速度の大きさをgと する｡ (1) このばねのばね定数はいくらか。 (2) おもりが点Oを通過するときの速さはいくらか。 (3) おもりが達する最高点の,点0からの高さはいくらか。 「考え方] 弾性力と重力による運動力学的エネルギーが保存される。E=K+U=一定 解答 (1) ばね定数をkとすると, 点0 での力のつりあいから, kxo-mg=0 よって,k=mg XCO ...1 (2)点を重力による位置エネルギーの基準とする。 点0でのお もりの速さをひとすると,点A と点 0 での力学的エネルギーは 等しいから, -meat 0+ (−mga) +1¹k (xo+a)² = mv² +0+kx² 3/2 k ①.②から1/2/ka²=1/12m² よって,v=aymm 1, 5. 仕事と力学的エネルギー 57 =a^ A ①③から12/2/ka²/12/2k.xよって、x=a , g Xo (3) 最高点では速さは0になる。最高点の点Oからの高さと すると,点Aと最高点での力学的エネルギーは等しいから, 0+(-mga)+1/12k (x+a)^=0+mgx+1/2/k(x-xa)? ACCESS 3 発展問題 37 仕事と運動エネルギー なめらかな水平面上に静 止する質量mの物体に, 一定の向きに大きさFの力を 2.Fo 加えたところ、物体は力の向きに直線運動をし, F と物 体の移動距離xとの関係は図のようになった。 (1) x=0~xo, x=x0~2xo, x=2x0~3xo, x=3x~4.xCo FA For 0 自然の長さ 200000000年 で Xo A 000000000 [補足] (3) 点Oをおもりの変位 xの原点とし, 鉛直上 向きを正の向きとする。 このとき, 自然の長さ の位置はx=x である。 0<x<xの場合: ばねの伸びは x-x xx の場合: ばねの縮みはx360 ⇒最高点の位置が どちらの場合でも、 弾性力による位置エ ネルギーは k(x-x)² 頻出重要 2x 3.x 4.xo x

2番で、なんでAとBの式を立てなければならないのか分かりません。教えてください

86 連結した2物体の運動 考え方 れ糸の張力がした仕事の分だけ変化する。 (1) 糸の張力は, Aに対しては移動の向き と同じ向きに, B に対しては移動の向き と逆向きにはたらく。 よって, 糸の張力 が A,B それぞれにした仕事を WA〔J〕, WB 〔J〕 とすると, Wa=Txh=Th[J] WB=-Txh=-Th〔J〕 ・A: A, B には,保存力以外の力として糸の張力がはたらく。 A,Bの力学的エネルギーはそれぞ ・B: よって, v= 2Mgh m+M A Th (J), B-Th[J] (2) 床に衝突する直前のBの速さをv[m/s] とする。A,B それぞれに ついて,はじめの位置を重力による位置エネルギーの基準として, (力学的エネルギーの変化)=(糸の張力がした仕事) の関係を使うと, (mv²+0)-(0+0) = Th (1/12/M²-Mgh) (0+0)=-Th ①+②から, 1/2mv²+1/12/M²-Mgh=0 - [m/s] - A kh 50 TAM DE (D amsalter. T B 0.8+0=31 ... 2 Lapter de (m+M)v2=2Mgh 2Mgh m+M [m/s] (2) B が床に衝突する直前 のAの速さはBと同じ で, v[m/s]である。 21.049 [補足 A, B 全体でみると, 張力がした仕事は 0 とな り,A,B 全体の力学的 エネルギーは保存される。