どうして振動して静止するのかがわかりません また、pv図を状態1から状態2の範囲で書くならどのようになりますか? 分かる方いたら教えて下さい

答えにいたるまでの過程について,法則,関係式,論理,計算,図などの中から適宜選んで簡潔に書け。 図のように,異なる断面積の円筒部A, Bをもつシリンダーが、 真空中に鉛直に置かれている。円筒部Aには,気密性を保ちつ つなめらかに動く質量Mのピストンがはめ込まれている。円筒部 Aの断面積はSで,その長さは十分長くピストンが外れることはな い。円筒部Bは断面積 aS(aは1より小さい正の定数),長さLで 底面が閉じている。AとBは,相互に中心軸を合わせて,その中心 軸に垂直な円環状のシリンダー壁C(円環部C)で連結されている。 シリンダーとビストンで密閉された空間には,物質量nの単原子分 子理想気体が封入されている。図のように,ビストンの位置をCか らビストンの底面までの距離z(rz0) で表す。シリンダーおよび ビストンは断熱材でできていて,シリンダー壁の厚さは無視できる。 また,円筒部Bの内側底面には,体積および熱容量の無視できる加 熱冷却器がとりつけられている。重力加速度の大きさを g,気体定数をRとして,以下の設問に答えよ。 設問(1):以下の 7)~ )]に入る適切な数式を,{ し,与えられた文字がすべて必要とは限らない。なお,同じ記号をもっ口 はじめ,ピストンはCから距離』(ェ>0) の位置に静止していた。このとき,気体の圧力は Po=(アM, 9. S, a}],体積は Vo=(イS, L, x, a}], 温度は To=(ウM, g. n, R, L, x, a} である。この状態を「状態0」とする。 つぎに,気体をゆっくり冷却したところ,ピストンはゆっくり下降して気体の温度が T= M, 9. L, n, R, a}] になったときに r=0 となり,ビストンはCにぴったりと接し静止した。 それと同時に冷却をやめた。このとき,気体はピストンの面積aS の部分にのみ接している。ビストンが Cに接したときの気体の圧力は Po=|7)]であるので,ビストンはCに接した直後にCから抗力 N=オM, g. a}]を受ける。 ビストンがCに接した状態で気体をゆっくり加熱したところ,気体の圧力が P=(カM, 9. S, a}], 温度が T;=[(キM, g. L, n, R)口になったとき,ピストンはCから離れた。その瞬間に加熱をやめた。 ピストンがCから離れる直前の状態を「状態1」とする。Cから離れたピストンは,Cに再び接すること なく、しばらく振動運動を行ったのち静止した。このときのピストンの位置をェ=2,気体の温度を T。 とする。この状態を「状態2」とする。状態1から状態2に変化した過程で気体の内部エネルギーの変化 は AU=[(クn,R, T, T}], ビストンの位置エネルギーの増加分はヶM, g, L, )]である。この 過程において,気体とピストンを合わせた系と,それ以外の系(加熱冷却器を含めた外部)との間にエネル ギーのやりとりはないとすると,エネルギー保存則より関係式 ク)]+ ) ]=0 が成り立つ。すなわち,気体の内部エネルギーとビストンの位置エネルギーの 和は保存する。この関係式と,理想気体の状態方程式を用いると, I2=L, a, T:=[サ{T, a}]であることが分かる。 設問2):状態0(体積 Vo, 圧力 P) から出発して状態1(体積 Vi, 圧力 P)に至る 設問(1)の過程を,圧力Pを縦軸,体積Vを横軸にとったP-V図として表せ。 ただし、状態1の気体の体積をViとした。解答では,V軸上に V。と Viを,P 軸上に P。とPを明記せよ。また,変化の方向を矢印で表せ。 ピストン 質量 M 断面積S 円筒部A 円環部C 円筒部B- L 断面積 aS 加熱冷却器 )の中に与えられた文字を用いて答えよ。ただ 口には同じ数式が入る。 P 0

明治大学理工学部2007の物理大門Cです イの答えが理解できません。解説していただきたいです。

図のように、ピストンをはめた2個の円筒容器が細い管でつながれ, 鉛直に立 てられている。左側の容器は, 断面積が S」 であり、ピストンの質量は M, であ る。右側の容器は, 断面積が S2であり,ピストンの質量は M2である。右側の 容器の底には弁が付けてあり,そこから容器内に水または気体を導入できる。左 側の容器の底近くにはヒーターが取り付けてあり,2個の容器内部全体を加熱で きる。この装置に使われている材料は, すべて, 無視できる熱容量を持ち, ま た,熱を通さない。重力の加速度の大きいをg,気体定数をR, 大気の圧力を poとして答えよ。 はじめに,2個の容器を水で満たした。すると,図(a)に示すように, 左右のピ ストンは,それぞれ底から高さ h」およびh,の位置で静止して, h」<haとなっ た。このとき, 左側のピストンが水から受ける圧力は ア である。そし て、M」とM:の間には, イという関係がある。 次に,水を容器内から排出して, 右側のピストンの上に質量Mのおもりを 乗せ,容器内をnモルの単原子分子理想気体で満たした (図 b))。すると,2つ のピストンは底から等しい高さhのところに静止した。このときの気体の温度 はTであった。2個の容器をつなぐ細管や弁につながる細管の体積を無視す ると,h= ウ である。また,右側のピストンに乗せたおもりの質量は M = エ である。ここで,ヒーターに電流を流して,気体をゆっくりと tn執1た その結里 気休の担確け 1Tだ1+レがれ のHの ラ

（4）の最後の部分が微妙にちがうのですが、これって正解ですよね？普通に場合分けしたらおなじになるので、、

質量 Mの円筒の容器内に, ばね定数kのばねの一端を 容器の底に固定して入れてある。ばねは円筒の軸方向に、 摩擦なく伸縮し、, 容器の厚みは無視でき, 重力加速度を m P gとする。 (1) 図1のように, 容器を鉛直にして台上におき,質量 m の物体Pをばねの上端に静かにのせ, Pを支えてゆ っくり下げていくとき, ばねは最大いくら縮むか。 (2) 図1のような状態で,はじめPをばねの上端に静かにのせ,急に Pを放したとき, ばねは最大いくら縮むか。 図1 k k Meeee M N Vo m m 図2 図3 (3) 図2のように, 容器を滑らかな水平面上におき, 容器を押さえて、 Pをばねに押しつけてaだけ縮め,全体が静止している状態で, 容 器とPを同時に放す。ばねから離れた後のPの速さを求めよ。 (4) 図3のように, 滑らかな水平面上に静止している容器のばねに, Pを水平方向に速さ voであてたとき, (ア)ばねは最大いくら縮むか。 A)やがてPはばねから離れる。その後のPの速さを求めよ。 (弘前大) mm

11~14の解き方が分からないです💦 教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️💦

次の文の|7 ~|14|| に入れるのに最も適した答を,それぞれの解答群の中から一一つず II つ選べ。 図のように,箱をひもでつり下げて静止させ, その上面につるした糸の下端に小球を取り 付けた。箱と小球の質量をそれぞれ 3m [kg], m [kg] とし, 箱の底面から小球までの高さ をh [m] とする。重力加速度の大きさをg [m/s?] とし, 空気の影響はなく, ひもと糸はそ れぞれ軽くて伸びないものとする。 箱と小球が静止している状態で,箱をつり下げるひもの張力の大きさはF= mg [N] である。さて,時刻t=DOSでFの2倍の大きさの力で箱を鉛直上方に引き始めた。その結果, 箱は鉛直上方に|8|運動した。このときの箱の|9||の大きさは 10|9 [m/s°] である。次 に,t= 1s で小球の糸を切ったところ, 小球は箱の底に向かって鉛直方向に落下し始めた。糸 を切った後も,ひもの張力の大きさは一定とする。小球は, 時刻t= |11 突した。衝突直前の箱に対する小球の相対速度の大きさは12| [m/s] である。一方,糸を 切ってから衝突の直前までに箱が上昇した高さは|13| [s] で箱の底に衝 [m) であり,衝突直前の箱の速さは 14|| [m/s] である。 F 3m h

浮力 問3(b)の(2)の式がわかりません、、、 なぜmgのことは考えてないのでしょうか、、？？

22 第1章 カと運動 ST *13 10分14点】 雪 /5 質量 m, 体積 の物体を質量と体積の無視できる細い糸につるし, 密度pの粘性 の高い液体中に浸した後,静かに手を放した。この物体は液中を落下した。落下中の 物体は液体との摩擦などにより速度に比例した抵抗力を受け, その比例定数はkで ある。重力加速度の大きさをgとする。 問1 物体がこの液中を落下するには液体の密度 pはある値より小さくなくてはな らない。その値はいくらか。 V の mg ハミニまい V mg 2 V m 0 V 3) m 問2物体の落下速度はやがてほぼ一定値になった。その速度の大きさ を求めよ。 (m+p)g k (m-p)g k (m-pV)g k (m+p)g k 0 2 この液体を十分に大きく,深いビーカーに満たし,秤(はかり)の上に載せた。 図に示すように,糸につるした状態で物体をビーカーの液体中に完全に浸し, 静か に放した。物体を浸す前の,液体とビーカーの重さに対する秤の指示値を基準とし て,下記の(a), (b)および(c)の状態における秤の指示値の変化量を求めよ。 ただし, 指示値の単位は [N] (ニュートン)とし, 同じものをくり返し選んでもよい。 ) (a)物体を糸につるし, 液中に完全に浸したとき 1 問3 | の 高 S間 「 高 0 大 (b)物体の落下速度が一定速度2,になったとき 2 (c) 物体がビーカーの底に着き, 秤の目盛が静止した後 3 中善 00 (m-pV)g 3 mg pVg 6(m+pV)g 中 高 中す蓄断高 K断高 |6 密度p も大さ 大 や

物理の状態変化です。 解答が理解できません

ておく。シリンダーの底にはピストンが接しており,大気圧は P。である。コッ 物理 のように,体積が%の容器Aに圧力がP。の単原子分子理想気体を入 0~6のうちから一つ選べ。ただし,容器 A,シリンダー,細い管,ピス ンは断熱材でできており,細い管とコックの容積は無視できるものとする。 V= 7 vo= VoV) lo= Vo= Vo- 5vo5 3 V- 容器A シリンダー V。 コック 気体 po ピストン う n=M シリンダー。 容器 A コック T s V - Pos/ 気体 気体 ピストン PS 図 4 Pエネ ムU= ne 0。 V% 2 3 % 3 2 6 -V% 3 6 4 8 の

答えはありません この問題は3枚目の写真のように考えればいいのでしょうか？ よろしくお願いしますm(_ _)mm(_ _)m

問5.図のように,底面積 S,高さ h, 密度 pの円柱が,密度 p'の液体中にある。液面 と円柱の上面との距離を x, 重力加速度を gとし, 液体の圧力は深さに比例する圧 力と液面での大気圧 Po との和になるとする。円柱全体が液体中にあり, p>p'のと き、次の各問いに答えよ。 (1)円柱の上面にはたらく力の大きさを求めよ。 門性の上面 は ある。 大気圧:Po 大気圧 Poと水圧が よって e X Ps eshfey 上角にはたらとやは 円柱 65%8 Bt e'sz8

答えはありません。 この問題で、15Nでは間違いでもう一度考えてみると51Nとなりました。この考えはあっていますでしょうか？ よろしくお願いします

間4.質量3.0 kg の物体を板に乗せて板を傾けていくと, 水平と 30° の角をなしたときに 物体が滑り出した。板を水平にして物体を水平方向に引くとき, 何 Nの力を加える と物体は動き出すか。 最筒標かは 物件が重材き出す通間より. F- mgsin30のとき。 3,0.9.8.Sin30° t = 14.7 N 水千がレて重々き出手通間の設人用将がは ① FNにの をだロワえをとして F= Fのとき重動き 出す。 F=14.7 - 15 N 15Nののをカロえると物体は 動き出す。 よっ? 15.図のように,底面積 S, 高さ h, 密度 pの円柱が, 密度 p'の液体中にある。 液面

⑵を教えて頂きたいです🙇🏼‍♀️

3 転倒しない条件 高さ 0.16m で密度が一様な直方体を,長さ 0.12m の底辺が斜面にそう向きに平行になるようにして、 あらい斜面上に置く。 (1)斜面の傾きの角0を徐々に大きくしていく と,重力の作用線が図の PQ をこえたときに 直方体は転倒を始める。このときの角を 0。とするとき,(sin0。を求めよ。 (2)直方体と斜面との間の静止摩擦係数をμとすると, μがある値 μo より小さい ときは,直方体は(1)の状態になる前に斜面をすべり始める。山を求めよ。 0.16m P 0.12m 5

(4)の解き方が分かりません。 解説お願いします。

II 底面積S, 高さ H の円柱形をした一様な物体がある。右図のように, この物体を密度 po の液体中に入れたら,底面から長さh の部分を 液面下にして静止した。 物体の底面は平を常に保つ。 (3) 物体の密度を求めなさい。 (4) 物体の上面を手で押して,液体中に完全に没した状態で物体を静止さ せた。このとき,手からの力による物体の上面への圧力を求めなさい。 S: