GBO004 問題1
問題文
太陽の光はどこへ行く?
問題文
太陽電池、充電池、モーターを搭載した小さなおもちゃの自動車がある。
まず、太陽電池に日光を当てて発電し、得られた電気エネルギーを充電池に蓄える。
次に、自動車を日光の当たらない水平な床に置き、充電池からモーターに電力を供給して車輪を回転させ、自動車を走らせる。
その後、モーターへの電力供給を止めた。自動車はしばらく進んだが、摩擦や空気抵抗によって減速し、やがて停止した。
この一連の過程について、次の記述のうち正しいものをすべて選べ。
- 太陽電池は、受け取った光エネルギーの一部を電気エネルギーに変換する。
- 充電池を充電するとき、供給された電気エネルギーの一部は化学エネルギーとして蓄えられる。
- モーターは、供給された電気エネルギーの一部を車輪の回転運動のエネルギーに変換する。
- 自動車が摩擦や空気抵抗によって減速すると、減少した運動エネルギーは、ほかの形のエネルギーに変わることなく消滅する。
- 自動車が減速している間、摩擦や空気抵抗によって失われた運動エネルギーの一部は、床や周囲の空気などを温めることに使われる。
制約
なし
入力形式
正しい選択肢の番号をすべて小さい順に並べてできる自然数を入力せよ。
例えば、1、3、5が正しければ 135 と入力する。
解説
方針
エネルギーは、ある種類から別の種類に変換されたり、物体から別の物体へ移動したりします。しかし、エネルギーそのものが消滅することはありません。
このエネルギー保存の考え方を踏まえ、各選択肢を検討します。
各選択肢の検討
1. 正しい。
太陽電池は、受け取った光エネルギーの一部を電気エネルギーに変換します。受け取った光エネルギーのすべてが電気エネルギーになるわけではありません。
2. 正しい。
充電池では、充電時に供給された電気エネルギーの一部が化学エネルギーとして蓄えられます。残りの一部は、充電池の内部で熱などに変わります。
3. 正しい。
モーターは、電気エネルギーの一部を回転運動のエネルギーに変換します。その回転によって車輪が駆動され、自動車が走ります。
4. 誤り。
摩擦や空気抵抗によって自動車の運動エネルギーは減少しますが、減少した分のエネルギーが消滅するわけではありません。
そのエネルギーは、主に自動車や床、周囲の空気などを温めることに使われ、一部は音などとして周囲に伝わります。
5. 正しい。
摩擦や空気抵抗によって自動車が減速すると、運動エネルギーの一部は床や周囲の空気などに移り、それらを温めます。
これは、運動エネルギーが別の形のエネルギーに変換される例です。
したがって、正しい選択肢は1、2、3、5です。
入力する自然数は 1235 です。