Question

正露丸

物理の位置エネルギーと運動エネルギーのとこです、⑶までは解いたのですが、4がわかりません、誰かお願いします

間 3 質量 m[t]の乗用車がh [m]の坂の上で静止している。 重力加速度をgとおき、以下の問いに答えな
さい
(1) このときの乗用車の持っている、坂の下の物体に対する位置エネルギーUを答えよ
(2)
h' の高さまで来た時
この乗用車が、このまま惰性だけで走行し、坂を下った後、反対側の坂を登り、
の運動エネルギーKを求めよ。 但し、重力以外の抵抗などの力は無視するものとする。
(3) (2) の時の速度を求めよ。
(4) 乗用車が、坂の下でブレーキをかけて停止した場合、 持っているエネルギーは全て熱に変換されたとす
ると、発熱量Qは何カロリーになるかもとめよ。 ただし、 熱の仕事当量を4.2 [J/cal] とする。

3
(0 h form [t] o
単位:トン
x 10³
U = mgh x 10³ H
(2)
(3)
動く前の全日
U: mgh x 10³ +k: 0
エネルギー=E
I E = 1£LE + ithE
動いた後の全
V = mg kí x 10 ³ + K (=ke fikz)
t Ent k = // mv ²
—1/2 mv ². mg x 10³ (h-k')
v² = 2g x 10³ Ch - h')
V = √√29x10³ (h-h')
力学的エネルギーの法則より
前後のエネルギーは一定
mgh x 10³ = mgh'x co² + k
k = mgh x 10³ - mgh x 10³
= mg x 10³ Ch-h')

Answer 1

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

尽八

答えが無いため、合っているかは分かりませんが下記のような考え方になるのでは無いかなと思います。

本来、物理では熱量Qの単位はエネルギーと同じJ(ジュール）を使います。が、今回の題意では発熱量Q(cal)を求めよという問題でした。

ジュールもカロリーも大雑把に言うと意味合いとしてはほぼ同じなんですが、測定時の定量が違ってくるのです。
それが、
1cal≒4.2J
となるのですが、この数値が題意に書いてある仕事当量のことを指します。

なので、(4)の計算は至ってシンプルで仕事当量4.2J/calを用いてJ→calに直してねって問題になります。

ただ、こんな問題は滅多に出されないし、解答法はこれを使うべし！みたいな公式とかもあるわけではないです。
出題された単位を見て、両辺の次元を合わせていけばよい問題です。（こういった方法を次元解析と呼ぶそうですよ。）

正露丸

解説めっちゃわかりやすかったです！ありがとうございます🙇‍♂️

尽八

いえいえ！
あと最後10^3になってますが、正しくは10^2でしたね、すみません