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大学入試難問(物理解答&化学⑱(酸化還元))

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 まずは、先週の物理(運動方程式)の解説からです。

先週の問題 物理(運動方程式)

<問題>

 図のように、台A(質量M)の上をB(質量m1)がなめらかに滑り、C(質量m2)は台の中の鉛直にくり抜いた穴をなめらかに滑る。(水平成分におけるAとCの速度は常に同じ)台Aの高さと台の左端から穴までの距離は共にl、(Cの変位の鉛直成分の範囲は、下向きを正として0≤yB≤l)BとCは台Aに固定された滑車を介して伸び縮みしない糸でつながっている。又、Bが台の左端にあるとき、Cは穴の一番上にあり、糸はピンと張っていた。台の左端にBを置き、台Aを滑らかな水平面をもつ床に置き、に力Fを右向きに加える。重力加速度の大きさをg、滑車と糸の質量は無視して、以下の問いに答よ。

(1)台Aの加速度をa(右向きを正)、Bの加速度をb(右向きを正)、cの水平成分の加速度をc1(右向きを正)、鉛直成分の加速度をc2(下向きを正)として、A、Bの水平成分とcの水平成分と鉛直成分の運動方程式を記せ。但し、糸の張力をT、穴の両側の壁がCに及ぼす垂直抗力をN(右向きを正)とする。

(2)糸が伸び縮しないこと、Cが穴の中を滑ることから、c1,c2をa,bで表せ。

(3)F=0のとき、Bの加速度を求めよ。

(4)F=0のとき、Cが下の床面に達するまでに台Aが移動した距離を求めよ。

<ヒント>

(1)働く力を図示して、物体ごと、成分ごとに運動方程式を立てます。作用反作用に注意しましょう。因みにAにも滑車を貸して糸の張力と同じ大きさの力は働いていますよ。

(2)これは自力で考えて欲しい。

(3)(1)と(2)からa,c1,c2とT,Nを消去して求めよう。

(4)c2とaの比から考えると楽ですよ。

<解答>


(4)は、(3)で求めたbを代入して計算するより、aとbの比を求めてしまった方が、はるかに楽です。外力を加えない場合、Aは左に、Bは右に動くのがaとbの関係から分かりますね。来週は、化学(酸化還元の半反応式)をしましょう。

今週の問題 化学(酸化還元)

<問題>

次の各反応の化学反応式を記せ。

(1)過マンガン酸カリウム硫酸酸性溶液にシュウ酸を加える。

(2)ニクロム酸カリウム溶液に過酸化水素水を加える。

(3)過酸化水素水に二酸化硫黄を加える。

(4)二酸化硫黄と硫化水素を混合する。

(5)銅に濃硫酸を加えて加熱する。

(6)銅に希硝酸を加える。

(7)銅に濃硝酸を加える。

<ヒント>

酸化剤、還元剤の反応式を書いて、電子を消去すればOKです。半反応式は、何から何ができるのかだけを覚えましょう。係数は、水素イオン、水、電子を加えることで、導くことができます。

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