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理科 中学生

(2)以外解説お願い致します🙏

10 斜面上を運動する台車の速さの変化とはたらく力の大きさの関係について調べるために,次の実験を 行った。あとの問いに答えよ。 ただし, 物体にはたらく空気抵抗, 定滑車と斜面の摩擦および糸の質量 は無視できるものとする。 〔実験1] 図1のように, なめらかな斜面上に台車をのせ 台車にはたらく斜面方向の力の大きさをばねばかりで 調べた。 図1の矢印は台車にはたらく重力を表し, 方 眼のマス目の1目盛を1Nとする。 [実験2] 図2のように, 実験1と同じ台車を実験1と同じ 傾きのなめらかな斜面にのせ、 おもりのついた糸を定滑 車に通し斜面と平行になるように台車につないだ。 台車 を斜面上向きに手でおし出し, 台車の先端が点Aを通過 した直後から 0.1秒間隔で発光するストロボ装置で台車 の運動を撮影した。 台車の速さと時間の関係は、図3の グラフのようになった。 ただし, 台車は定滑車まで到達 しないものとする。 [実験3] 斜面の傾きを変えて, 実験2と同様の実験を行 った。 表はその結果である。 図1 図2 図3 台車の速さ ばねばかり 定滑車 糸 おもり なめらかな 斜面 台車の先端 なめらかな 斜面 点 A 50 40 30 20 [m/s]10] 0 0.1 0.2 0.3 0.1 0.5 時間 [s] 点Aを通過してからの 時間 [s] 0.2 0.1 0.3 10 0.4 0.5 点Aから台車の先端ま 3.5 8.0 13.5 20.0 27.5 での距離 [cm] (1) 実験1で, 台車が静止しているとき, ばねばかりの示す値は何Nか, 書け。 (2) 実験2の図3から, 台車にはたらく力の説明として,最も適当なものを次のア~エから1つ選んで,その 記号を書け。 ア. 台車にはたらく重力の斜面下向きの力の大きさが, 台車にはたらく垂直抗力の大きさより大きい。 イ. 台車にはたらく重力の大きさが, 糸が台車を引く力の大きさより小さい。 ウ. 台車にはたらく重力の斜面下向きの力の大きさが,糸が台車を引く力の大きさと等しい。 エ. 台車にはたらく重力の斜面に垂直な方向の力の大きさが, 糸が台車を引く力の大きさより小さい。 (3) 実験2で用いたおもりの質量は何gか, 書け。 ただし, 質量 100gの物体にはたらく重力の大きさを1 Nとする。 (4) 実験3の表から, 点Aを通過してから 0.2秒から0.5秒までの平均の速さは何cm/s か、 書け。 (5) 実験3の表から、 ① 台車の速さ(縦軸)と点Aを通過してからの時間 (横軸), ②点Aから台車の先端までの 距離(縦軸)と点Aを通過してからの時間 (横軸) のグラフはそれぞれどのようになるか。 最も適当なものを 次のア~カからそれぞれ1つ選んで、 その記号を書け。

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数学 高校生

[2]について質問です。 Sをtで微分する理由が分かりません!あと変化率とは何ですか?...

例題 216 いろいろな文字での [1] 次の関数を[]内の文字で微分せよ。 (1) V =1/2μr r²h [r] 3 (2)S = 3t2-2at+α² [a] 〔2〕 半径1cmの球があり,今後この球の半径は毎秒1cmの割合で大き くなっていく。球の表面積Sの5秒後の変化率を求めよ。 思考プロセス 1つの文字に着目 〔1〕(1) 微分以外の変数は定数と考える。 ◆ はもともと定数 +(x)=(x+2) V = 137Th × r² x (2) 定数 ... 〔2〕変化率 … 時刻 t についての変化の割合 ( dS 球の表面積Sの5秒後の変化率・・・t=における → dt S= (tの式)が必要 Action» 多変数の関数の微分は, 微分する変数以外を定数とせよ (G)(1+z) は定数と考える。 解〔1〕 (1) Vをrの関数と考えて V = -Thr² 3 よって dV - dr (2) Sαの関数と考えて 3 3 1 Th(r) = 1h 2r=πhr S = α-2ta+3t $500 どの文字で微分したかを 示すために,V'ではなく dV 入 dr のように書く。 p) = (d+x+x) tは定数と考える。 (3t)' = 0 半径の球の表面積を とすると S=4mr2 よって dS da = (a²)' - 2t (a)' + (3t²)' = 2a-2t 〔2〕 t秒後の半径は (t+1)cm であるから S = 4m (t + 1) = 4m (t2+2t+1) dS よって = =4m(2t+2)=8m (t+1 ) dt t = 5 を代入すると 87.6=48π ゆえに、表面積Sの5秒後の変化率は 48cm²/s (2) (

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理科 中学生

(5)教えていただきたいです。

【選択A】 滑車を用いたときの仕事について調べるため、 滑車を2個組み合わせた質量 60gの装置と 質量20gの滑車 質量100gのおもりを使って、次の実験Ⅰ~Ⅲを行った。 表8は, その結果である。 ただし、質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、摩擦や空気などの抵抗,糸の質 ちち 量やのび縮みは考えないものとする。 さつ 実験Ⅰ 図27のように装置を組ん で、おもりを床から10cm 引き上げた。 そのときのば ねばかりが示す値を調べた。 図27 図28 図29 ものさし RSO 実験Ⅱ 図28のように装置を組ん で、おもりを床から10cm 引き上げた。 そのときの糸 を引いた距離とばねばかり が示す値を調べた。 ばねばかり W 滑車を2個 組み合わせた #60g 滑車を2個 組み合わせた 60g 滑車を2個 組み合わせた 60g 定滑車 20g 実験Ⅱ 図29のように装置を組ん 10cm でおもりを床から10cm引 き上げた。 そのときの糸を 引いた距離とばねばかりが 示す値を調べた。 おもり 10cm| 100g おもり 100g 10cm おもり 100g 表8 実験 Ⅰ 実験Ⅱ 実験Ⅲ 力の大きさ 〔N〕 1.6 0.8 X 糸を引く距離 [cm] 10 20 40 (1) 実験I のとき, 仕事の大きさは何Jか, 求めなさい。 0.4 (2)実験Ⅱで、物体を床から10cm引き上げるのに5秒かかった。 このときの仕事率は何Wか.. 求めなさい。 (3)実験Iと実験Ⅱの結果を比べると、実験ⅡI の方が力の大きさは ①倍となり、糸を引 いた距離は2倍になる。 したがって, 実験Iと実験Ⅱで仕事の大きさは変わらない。 このことを③ という。文中の ① ② には適当な数を ③ には適当な語を それぞれ入れなさい。 (4)表8のXに当てはまる数値はいくらか, 求めなさい。 X(5) 図30 組み合わせた もの 30のように、滑車の数を自由に変えることができる定滑車 定滑車を "と動滑車を用いて, ロープを引いて自分自身を持ち上げたい。 人といす, 動滑車の合計が60kgのとき, 50Nの力で持ち上げる ことができた。このとき、動滑車に何個以上の滑車を組み合わ せたか。 表8を参考に求めなさい。ただし、ロープの質量や のび縮みは考えないものとする。 動滑車を 組み合わせた もの CON

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