分子量とは(高校の化学の復習) 分子量 1molの分子の質量(g) 単位を付ける場合は、g/mol 1mol = 6.02 x 1023 個 (アボガドロ数と呼ばれる) 問題 次の分子1個の質量をkgで書け。 (1) 水素分子1個 (2) 酸素分子1個 (3) 水分子1個 分子量の解答 (1) 1mol = 6.02 x 1023 個 水素分子の分子量は、1 x 2 = 2 g/mol 1個あたりは、 2 x 10-3 kg / (6.02 x 1023 個) =(20/6.02) x 10-27 = 3.3x 10-27 kg/個 (2) O2 の 分子量は、16 x 2 = 32 g/mol 1個あたりは、 32 x 10-3 kg / (6.02 x 1023 個) =(32/6.02) x 10-26 = 5.3x 10-26 kg/個 (3) H2O の分子量は、1 x 2 + 16 = 18 g/mol 1個あたりでは、 18 x 10-3 kg / (6.02 x 1023 個) = (18/6.02) x 10-26 = 3 x 10-26 kg/個 ばねの問題(ミオシン) 問題1 筋肉を作る重要なタンパク質であるミオシン 1分子を3pNの力で引っ張ったら、6nm伸びた。 バネだと仮定して、バネ定数を求めなさい。 問題2 上記のミオシンのバネのポテンシャル エネルギーを求めなさい。 問題3 ミオシンの分子量が約50万だとして、 ミオシン1個の質量(kg)を求めなさい。 問題4 問題2のバネのエネルギーが全部運動 エネルギーに変換されたと仮定すると、 ミオシンの速度はどのくらいになるか。 問題5 ミオシンをバネとみた時の、ミオシンの 角振動数と周期を求めなさい。 3 解答 問題1 筋肉を作る重要なタンパク質であるミオシン 1分子を3pNの力で引っ張ったら、6nm伸びた。 バネだと仮定して、バネ定数を求めなさい。 F=kx(絶対値のみ)を使う。 ばね定数 k =F/x=3pN/6nm=3x10-12/6x10-9 N/m =3/6 x 10 -3 = 5 x 10-4N/m = 5 x 10-4kg/s2 問題2 U=kx2/2 = 5 x 10-4 x (6 x 10-9)2/2 = 5 x 36/2 x 10-22 J = 5 x 1.8x 10 -21 J = 9 x 10 -21 J または9 x 10 -21 kg m2/s2 4 解答 問題3 ミオシンの分子量が約50万だとして、 ミオシン1個の質量を求めなさい。 分子量は1モル(6x 1023個)の質量(g)なので、 1個の質量は、 50 x 104/(6x 1023)=(50/6) x 10-19 g = (50/6) x 10-22 kg = 8.33 x 10-22 kg 5 解答 問題4 問題2のバネのエネルギーが全部運動 エネルギーに変換されたと仮定すると、 ミオシンの速度はどのくらいになるか。 m 2 k 2 v x 2 2 k vx m Fx 3 1012 N 6 109 m -22 m 8.33 10 kg 180 m / s 21.06m / s 4.6m / s 8.33 6 解答 問題5 k v 4.6m/s 46 8 10 rad/s 9 m x 6 10 m 6 8 7.7 10 rad/s 周期 2 2 3.14rad 2 31.4 9 T 10 s 8 ω 7.7 10 rad / s 7.7 9 8.110 s 8.1ns 7
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