問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

ア〜オまでわかりません！ 解説お願いします🤲

15浮力と力のつりあい [2015 北里大) 次の文中のア~オに最も適するものをそれぞれの解答群から1つ選べ。 鉄とアルミニウムの球を水中で落下させる。 鉄の密度をp] [kg/m²), アルミニウムの 密度をp2 [kg/m²) 水の密度をP [kg/m²), 重力加速度の大きさをg [m/s*] とする。 ま た,鉛直下向きを正とする。 まず 同じ半径 R [m]の鉄の球とアルミニウムの球を初速度0で同時に落下させた。 球の体積V[m²] を用いると, 鉄の球にはたらく浮力の大きさは ア [N] と表すことが できる。 水の抵抗力の効果が無視できるならば, 初速度0で落下し始めてから[s] たつ と鉄の球の速度はイ [m/s] となり, アルミニウムの球の速度のウ倍となる。 実 際は、水中では物体の運動を妨げる向きに水の抵抗力がはたらく。 球の落下する速さとと もに水の抵抗力は大きくなっていき, やがて、重力、浮力, 抵抗力の合力が0になると, それ以降は球の落下速度は一定となる。 鉄の球とアルミニウムの球の落下速度がそれぞれ 一定となったとき, 鉄の球にはたらく水の抵抗力の大きさはアルミニウムの球にはたらく 水の抵抗力の大きさの エ 倍である。 同様に, 半径R [m], Rg [m) の2つの鉄の球を初速度0で落下させた場合は, 球の落 下速度が一定になった後に, 半径Rの球にはたらく水の抵抗力の大きさは半径 RE の球 にはたらく水の抵抗力の大きさのオ倍である。 ウ P1 V9 Ⓒ (P₁-Pw) Vg の解答群 ① (p1-pw)gt ① 65 ⑤ 9 9 (1) エ 9 (6) オ アの解答群 ① PV (5) の解答群 P2 P1 pw Vgt P1 pw P2-PW pi-pw P2 P1 P₂ (P1-PW) Pi (P2-Pw) の解答群 P2-Pw P1-PW P₂P1-Pw) pi(P2-Pw) の解答群 RB RA 3 RA 3 RB -1 gt 10 (2) ② pwv pw (6) 10 (p₁+Pw) Vg ② (pw-pigt 6 (2 (6) RB RA 10 2 6 10 RBPW RAPi -g P1 Pw pw P1 P2 P₁-PW p2pw P1 P2 pi(P2-Pw) P₂P1-PW) Vgt P1-Pw P2-Pw pipz-Pw) P₂(P1-Pw) (3 8 RB 2 RA 3 p.Vg ⑦ (Pi-Pw)V 3 ⑦ RAPW RB01 3 7 3 ⑦ Pw P₁ agt pw P2-P1 P1 P₂P2-Pw) P₁(P₁-PW) P2-P1 P1 9 gt P₂P₂-PW) P₁(P1-PW) 4 pwVg ⑧ (p1+pw)V RA2 RB2 RB³0₁ RA³PW 4 8 4 8 (4 Pw 8 5 10 - P1 pw P1-P₂ P2 P₁(P1-Pw) PP₂-Pw) P1-P2 P2 P1(P1-PW) P2P2-Pw) 3 agt RB 3 RA RAPI RB³Pw

水圧の問題です。10の5乗➕10の5乗=10の10乗にならないのはなぜですか？

sin 0 0 -F' mg coso mg 呈式から, 9 5²] +μ'cos 0) [m/s²]. p.38~39) 2 水圧 大気に接している場合の水圧は, 「p=po+phg」を用いて求める。 (1) A の深さにおける水圧 [Pa] は, p=1.0×10+ (1.0×10°) ×20×9.8 0.00=1.0×10 + 1.96 × 10 = 2.96 × 10³ Pa M 同様に, Bの深さにおける水圧の [Pa] は, pp = 1.0×10°+ (1.0×10℃) ×30×9.8 大3.0×10 Pa =1.0×10+2.94×105 = 3.94×10 Pa (2) 直方体の上面の水圧p [Pa] は, 8.03.9×10 Pa p = 1.0×10°+ (1.0 × 10℃) ×10×9.8 =1.0×105 +0.98×105 2.0 2.0×10³ Pa =1.98×10°Pa 同様に,直方体の下面の水圧 [Pa] は, p2 = 1.0×10+ (1.0×10℃) ×40×9.8 =1.0×10+3.92×10°りま = 4.92× 10³ Pa X4.9×105 Pa TE 平面上に質量 5.0kg, .20m² の均質な直方に れている。 水平面の 本と接している部分な から受ける圧力は何 の直方体の重さは, ×9.8=49N 直方体から受ける 49 0.20 -=245Pa 上に質量 3.0kg, 置かれている。 水 部分が,直方体か

この写真の問題の分力を合力にした場合の図はどうやって求められるんですか？また、2枚目の写真の図形になるとなぜわかるんですか？同じニュートン数だったら直角三角形とわかるものなんですか？よくわかりません。教えてください。よろしくお願いします。

33. 成分 右の図で1目盛りは10N を表す。 図のように, 原点に~Fの 5力がはたらいている。 (1) 合力のx成分, y成分を求めよ。 (2) 合力の大きさ F [N] を求めよ。 (1) x 成分: y成分: (2) 10. 例題 14

この問題の(1)なのですが、ρとρ0の違いがわからないです。わかる方教えていただきたいです。

FU 85浮力 密度が一様な物体を水(密度po [kg/m²]) に浮かべたところ, 物体の体 [m²] の3分の2が水面より下に沈んだ。 重力加速度の大きさをg [m/s'] とする。 (1) この物体の密度ρ [kg/m²] を求めよ。1人 (2) 力を加えて物体全体を水面より下に沈めたい。 必要な力の大きさf〔N〕 を求めよ。 例題 1893 Uk

94 ゆってる事は理解できるんですが、 （1）でなぜ（2）と同じ答えにならないんですか？ 問題文にも向心力は万有引力として働くと書かれてるから（2）と同じく万有引力の大きさを求めるのかと思いました

94. ケプラーの法則と万有引力の法則• 月は地球を中心とする半径rの円軌道を描 くとして, 月の公転周期Tとの関係を求めてみる。 月が円軌道を描くための向心力は 地球と月との間の万有引力である。 地球と月の質量をそれぞれ M. m 月が地球を回る 角速度を、万有引力定数をG とする。 (1) 月が等速円運動するのに必要な向心力の大きさF を求めよ。 (2) 月にはたらく万有引力の大きさ F2 を求めよ。 (3) 周期Tと半径r との関係として、7 M で表せ。 例題18 をG, M m

８　３)解き方を図を使って解説してほしいです 答え　2.4倍

惑星の めいしょう 名称 8 資料の読解 表は,太陽系 質量 わくせい 平均密度 の惑星における, 太陽からの (地球=1) 〔g/cm²] 0.82 5.24 1.00 5.51 平均距離,質量,平均密度, 公転周期についてまとめたも のである。 次の問いに答えな さい。ただし, 太陽からの平均距離 質量は地球を1としたときの値である。 0.11 3.93 317.83 1.33 あたい ►Support (1) 木星の体積は、地球の体積のおよそ何倍か。 次の ア~エから選び, 記号で答えなさい。 ア約80倍 ) (1) 体積質量・密度の関係を,密 度の公式から考えてみよう。 イ約130倍 金星 地球 火星 木 星 太陽から 太陽からの平均距離 (地球) 0.72 1.00 1.52 5.20 4章 地球と宇宙 47669 公転周期 〔年〕 20.62 1.00 1.88 11.86 (2) それぞれの速さを求めるとき, 共通する計算は省略できるので, 工夫してみよう。 (3) 金星は、太陽の直径の100倍の ように見えるが,これは地球から の距離が考慮されていないので注 意しよう。 ウ約230倍 エ約1300倍 が (2) 金星,地球, 火星がそれぞれの公転軌道を移動す る速さを,表をもとに計算した。 このとき, 移動す る速さが速い惑星から順に並べるとどうなるか。 となる。か?? (3) 金星が太陽の前を通過したとき, 太陽の表面のようすを観察 した。 図は、記録用紙にかいた直径10cmの円に太陽の像を一 ) ち 金 黒点 致させたときの記録で,黒点の大きさは直径2mmの円形 金星 星の大きさは直径3mmの円形であった。 実際のこの黒点の大 きさは、実際の金星の大きさの何倍になるか。 小数第2位を四 ( 捨五入して答えなさい。 太陽

解き方がよくわかりません 答え　①イ　②ア

[3 9知識の利用 図1は, 日本 のある地点Xで, 11月7日の 日の出の1時間前に東の空に 見られた金星・火星・木星の 位置をスケッチしたものであ る。 図2は天の北極側から見 た金星・地球・火星・木星の 東 公転軌道を示したもので,●は11月7日, ○は12月24 日の惑星の位置を示している。 地点Xで, 12月24日の 日の出の1時間前に東の空に見られる金星・火星・木 星の位置を, 11月7日のときと比べて述べた次の文の ① ② にあてはまることばを,ア, イからそれぞれ選 太陽はその中心の点と考える。 図2で, 小さいので,図2の模式図で, 惑星や (神奈川・改) び, 記号で答えなさい。 太陽とそれぞれの惑星との間の角度を, 最初に観測した日と比べてみよう。 1() 2( ) イ近づいている)。 11月7日のときと比べて12月24日の金星の高度は① (ア 高く低く)なり、金星・ 火星・木星の互いの位置は ② (アはなれている 図1 高度 40° 30° 20° 10° 木星 ・火星 金星 図2 太陽 個人 木星・ ( 11月7日 ) 6 地球 ( 11月7日) 火星 ( 11月7日) 金星 ( 11月7日) J Support 惑星の大きさは公転面に対して非常に 219

84番についてです。p1は6cmでp2は7.5cmだから同一の深さではないと思います。なぜ同一の深さになるのか教えてください

よ。 90 82 あらい斜面上の運動 傾きの角が30° のあらい斜面 上に質量 5.0kgの物体を置き, これに糸をつけ, 斜面に平行 に上向きの力を加えた。 物体と斜面の間の動摩擦係数を 重力加速度の大きさを9.8m/s² とする。 √3 130 基 (1) 物体が斜面上方に一定速度 3.0m/sで動いているとき, 糸の張力の大きさは何Nか。 (2) 次に,糸の張力の大きさを60N にすると, 加速度の大きさは何m/s2 になるか。 例題 17,89,90 83 水圧 図のように, 高さ 底面積Sの円柱形の物体を、 そ の上面の水面からの深さがdとなるように水中に沈めた。 大気圧を Do, 水の密度をp, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 物体の上面が受ける圧力か と下面が受ける圧力を求めよ。 (2) 物体の上面が受ける力と下面が受ける力の大きさの差を求めよ。 84 液体の圧力 一様な太さのU字管に入れた水と油が図 の位置でつりあっている。 水と油の境界面から液面までの高さ T はそれぞれ6.0cm,7.5cmである。 水の密度を1.0×103kg/m² 6.0cm として,油の密度を求めよ。 水 油 86 浮力■ 質量 m[kg], 密度ρ [kg/m²] の物体を, ばね定数k [N/m] のばねの先端に取りつけ, 密度 po [kg/m²] の液体に完全に沈めたところ, ばねが自然の長さから伸びた状態でつりあった。 重力加速度の大きさを g [m/s²] とし, ばねの質量および体積は無視できるものとする。 (1) 物体が受ける浮力の大きさF [N] を求めよ。 (2) ばねの自然の長さからの伸び x [m] を求めよ。 水面 d 85 浮力 密度が一様な物体を水(密度po [kg/m²]) に浮かべたところ, 物体の仁 積 V[m²] の3分の2が水面より下に沈んだ。 重力加速度の大きさをg [m/s'] とする。 (1) この物体の密度ρ [kg/m²] を求めよ。 (2) 力を加えて物体全体を水面より下に沈めたい。 必要な力の大きさ / [N] を求めよ。 例題18 例題 1893 7.5cm ◆ 87 空気の抵抗を受ける運動■質量m[kg] の小球が空気中を落下す るとき、空気の抵抗力は小球の速さ”に比例し, kv [N] であるとする(k は比例定数)。重力加速度の大きさを g [m/s'] とする。 (1) 小球の速さが [m/s ] である瞬間の加速度の大きさ a [m/s ] を求めよ。 [00000000 of C