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物理 高校生

1(3)がわからないので教えてください。

4 1等加速度運動 A) 標準問題 必開や1.〈速度の合成〉 図1のように両岸が平行な川がある。川の流れの速さ は川の中ではどこでも一定で, 岸に対し平行にvo [m/s] であるとする。また, 岸に対し垂直の線の両端を A, B とし,AとBの間の距離をL[m] とする。この川を船 で渡るとき,実際に川を渡る船の向きと速さは, 静止し た水に対し船を進めようとする向きと速さとは異なって くる。船の大きさは無視できるものとする。 (1) 静止した水に対する船の速さは 2vo [m/s] であるとし, 船が岸に垂直に, 点Aから点Bに 進むためには,船は直線 AB に対し, 川の上流方向に角度ア る必要がある。その結果, 船は直線 AB上を進む。 AB 間を横断する時間は 川の流れ Vo 船 図1 だけ傾いた向きに進め O 「イ×- (s] である。 Vo (2)船を静水に対する速さ 2vo [m/s] で直線 ABの向きに進めたとき, 実際には直線 ABに 対し川の下流のほうに傾いた向きに進む。このときの実際の船の進む向きでの速さは |ウ× o [m/s] で, 船が対岸に到着する地点の点Bからの距離は エ×L [m] とな る。またこのときの対岸までに要する時間は オ× [s] である。 Vo (3) 図2のように,岸にそって下流へ向かって一定の速 さで走る自動車があり, 船が点Aを出発すると同時に 自動車は点Bを通過するとする。 船を対岸に向かって 進め,自動車と出会う点を点Cとする。自動車の速さ と船の静水に対する速さがともに2v0 [m/s] である場 合,点Cに到達するためには, 静水に対し船を進める 向き0を,直線 ABに対し下流の方向に カ]°と すればよい。実際の直線 AC にそった船の速さ vはキ]×vo[m/s〕, 点Cと点Bとの 自動車 B 200 川の流れ Vo 船 図2 距離は ク×L[m] となる。また点Cに到達するまでに要する時間はケ×- Vo [s] である。 【近畿大)

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(2)(3)は流れの向きじゃなくて、川上向きでも良いんでしょうか?

例題2 速度の合成 →基本問題 15, 標準問題 19 図のように,静水の場合に速さ6.0m/s で進む船が,流れの速さ 4.0m/s の川の 2点間 AB を往復する。AB は川の流れの向きに平行であり,その間の距離は 120m である。次の各間に答えよ。 (1) AからBに船が進むとき,岸から見た船の速度はどちら向きに何m/sか。 (2) BからAに船が進むとき,岸から見た船の速度はどちら向きに何m/sか。 (3) 船が AB 間を往復するのに要する時間は何sか。 :120m B 1 OR 川上 29) 川下: VA (1)(2) 正の向きを定めて, ひ=ひュtvzの速 指針 度の合成の公式を利用する。 (3)(1),(2)で求めた合成速度を用いて, x=utの公式 から,往路と復路のそれぞれに要する時間を計算し, それらの合計を求める。 |解説(1) 流れの向き を正とすると,船の速度は ひ=6.0m/s, 流れの速度は 02=4.0m/s である。 岸から見た船の速度ひは, ひ=0,+ 2 から, リ=6.0+4.0=10.0m/s (2) 流れの向きを正とする と,流れの向きと逆向きに 進むので,船の速度は =-6.0m/s, 流れの速度 は 2=4.0m/s である。岸 から見た船の速度ぃは, v=u,+uュから, リ=-6.0+4.0=-2.0m/s 流れの向きと逆向きに2.0m/s Advice 速度は大きさだけでなく, 向きをあわせもつ ひ2=4.0m/s 0-6.0m/s 量である。合成速度を求めるときは,正の向きを定めて, ひ=U+v2の公式を用いるようにする。 岸から見た船の速度ひの負の符号は,ひの向きが,正の向 き(川の流れの向き)と逆であることを表している。 リ= DitU2 へ (3) 等速直線運動の公式x=ut を利用して, t= か 川上 →止 川下 ら求める。 往路,復路のそれぞれの移動距離はx=120mなので, 求める時間をt,往路にかかる時間をち,復路にかか る時間をなとすると, 流れの向きに10.0m/s ; =-6.0m/s 120 t=tt+tz= 120 =72s 2.0 10.0 V2=4.0m/s 0=Di+U2 川上 →止 川下 1. 速度 5

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この問題の(g)についてですが、答えの仕事は正でした。ですが電場と逆向きに電子が動くため仕事は負だと思うのですがなぜ違うのしょうか??

90 15直流回路 標準問題 必解111.〈導体中の自由電子の運動〉 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n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。 S (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つのカ 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。 (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。 (g) 電場が1個の自由電子に単位時間にする仕事はいくらか。 (h) 導体から単位時間に発生するジュール熱はいくらか。 [17 福岡大)

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(1)なぜ、圧力が最大だと蜜、最小だと疎になるのでしょうか? (3)圧力が変わらないのは、節、ではないのですか?

標準問題 大7が(人渡の性質) 図1上図のように原点にスピこヵー の本各の音波をァ際の正の 2 中ーーシーーー 人気圧化に反応する小さなマイクロホンを打数いここドー 1 幸上(と>0) の各点で圧力ヵの時間変化を測定する。 。。 ある時刻において, 電上 (z>0) の点付近の委気の圧カヵ 人 をァの関数として調べたところ, 図1 下図のケラフのようになう 所 た。ここで距離 OP は音波の波長よりも十分長く。 また香漆が友 在しないときの大気の圧力を とする。 圧力が最大値をとる | ァー%o から, 次に最大値をとる ャニーx。までのぇの区間を8等分 点P 付近の拡大図 し, 5 7 と順にァ座標を定める。 図1 (1) 拓から s までの各位置の中で, 軸の正の向きに空気が最も大き Lcvste およびぇ軸の正の向き に空気が最も速く動いでぶる位置はそれぞれど: か。 次に点Pで空気の圧力 の の時間変化を調べたところ 図2のグ ラフのようになった。 圧力ヵが最大値をとる時刻 #一ゎ から, 5 次に最大値をとる時刻 一。 までの1周期を8等分し, な ちっ なと順に時刻を定める。 (9 から までの各時刻の中で, ヶ直の正の向きに空気が量も 大きく変位しているのはどの時刻か。 2 図3 のように, 原点Oから見て点Pよ り 癌い側の位置に WW か 4 に対して垂直に反射板を置くと, 眉間とともに家わら 一生- に 如となる点がァ軸上に等間隔に並んだ。 (⑳ これらの職接する点の間隔ぴはいく らか。なお, 音波の速る ms 。。 した。 その理旧を説明せよ ころ。 (3)で求めたすは増加 ーー (9 (⑬の状態から気温が上昇したと

未解決 回答数: 4