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

（c）がわからないです。 誰か教えてください。//

W V=ー=DvBl 答 4 4. この紙面に垂直で表から裏に向かう一様な磁場を 考え、その磁東密度をBとする。磁場に垂直な長 方形の導線 abcd を設置して、ー辺 be を速さvで 右側へ動かすとする (図1参照)。 これについて下 記の問いに答えなさい。 速さvで磁場内を移動している導線 bc は起 電力V= vBI の電池と同等である。 図2の電 池の電圧をV=vBI とすると、 図1と図2は 同等である。したがって、 電流はc→d→a→b の向きに流れる。 荷電粒子qがbからcへ移動するのは磁場 からF= qvBの力を受けるからである。 した がって、図1では、導線の運動エネルギーが 磁場を介して起電力を生み出していることが 分かる。図2では電池の化学エネルギーが起 電力の源である。 答 d C c' a b b' d C 図1:時刻において、可動導線は bc の位置にあった とする。破線b'cは時刻! + Ar における可動導線の位 置を表している。 V (a)辺be 上の正の電荷qを帯びた自由荷電粒子 が磁場から受けるカFの大きさと向きを求 a b めよ。 図 2: 解答 Fは次式で与えられる。 (c) 荷電粒子が cdab 間を移動している最中は、 電 気エネルギーは磁場から荷電粒子に供給され ないことを確かめなさい。 つまり、この区間 では、荷電粒子の移動方向とローレンツカは 常に直交していることを示しなさい。 F= gixB すとがなす角はェ/2であるから力の大きさ Fは次式で与えられる。 F= qvB…答

設問4の（c）の解き方がわかりません。 めちゃむずいです。。 教えていただきたいです。。。

W V= 4. この紙面に垂直で表から裏に向かう一様な磁場を 考え、その磁束密度をBとする。磁場に垂直な長 方形の導線 abcd を設置して、一辺 be を速さvで 右側へ動かすとする (図1参照)。 これについて下 記の問いに答えなさい。 =vBL.. 答 4 速さvで磁場内を移動している導線 bc は起 電力V= vBI の電池と同等である。 図2の電 池の電圧をV=vBI とすると、 図1と図2は 同等である。したがって、 電流はc→d→a→b の向きに流れる。 荷電粒子qがbからcへ移動するのは磁場 からF= qvBの力を受けるからである。 した がって、図1では、導線の運動エネルギーが 磁場を介して起電力を生み出していることが 分かる。図2では電池の化学エネルギーが起 電力の源である。 答 d C c' a bb C 図1:時刻1において、可動導線は bc の位置にあった とする。 破線 b'c'は時刻1+ Ar における可動導線の位 置を表している。 P V (a)辺be 上の正の電荷qを帯びた自由荷電粒子 が磁場から受けるカFの大きさと向きを求 a b めよ。 図 2: 解答 Fは次式で与えられる。 (c) 荷電粒子が cdab 間を移動している最中は、 電 気エネルギーは磁場から荷電粒子に供給され ないことを確かめなさい。 つまり、この区間 では、荷電粒子の移動方向とローレンツカは 常に直交していることを示しなさい。 F= gixB すとBがなす角はェ/2であるから力の大きさ Fは次式で与えられる。 F= qvB…答

設問4の（c）が誰もわかりません。。 教えていただければ幸いです！！！！！！！

W V= 4. この紙面に垂直で表から裏に向かう一様な磁場を 考え、その磁束密度をBとする。磁場に垂直な長 方形の導線 abcd を設置して、一辺 be を速さvで 右側へ動かすとする (図1参照)。 これについて下 記の問いに答えなさい。 =vBL.. 答 4 速さvで磁場内を移動している導線 bc は起 電力V= vBI の電池と同等である。 図2の電 池の電圧をV=vBI とすると、 図1と図2は 同等である。したがって、 電流はc→d→a→b の向きに流れる。 荷電粒子qがbからcへ移動するのは磁場 からF= qvBの力を受けるからである。 した がって、図1では、導線の運動エネルギーが 磁場を介して起電力を生み出していることが 分かる。図2では電池の化学エネルギーが起 電力の源である。 答 d C c' a bb C 図1:時刻1において、可動導線は bc の位置にあった とする。 破線 b'c'は時刻1+ Ar における可動導線の位 置を表している。 P V (a)辺be 上の正の電荷qを帯びた自由荷電粒子 が磁場から受けるカFの大きさと向きを求 a b めよ。 図 2: 解答 Fは次式で与えられる。 (c) 荷電粒子が cdab 間を移動している最中は、 電 気エネルギーは磁場から荷電粒子に供給され ないことを確かめなさい。 つまり、この区間 では、荷電粒子の移動方向とローレンツカは 常に直交していることを示しなさい。 F= gixB すとBがなす角はェ/2であるから力の大きさ Fは次式で与えられる。 F= qvB…答

大問4の（c）の問題の解き方がよくわかりません。 教えていただければ幸いです！！

則を表して W V=ー= vBL 答 4. この紙面に垂直で表から裏に向かう一様な磁場を 考え、その磁束密度をBとする。 磁場に垂直な長 方形の導線 abed を設置して、一辺 be を速さvで 右側へ動かすとする(図1参照)。これについて下 記の問いに答えなさい。 速さvで磁場内を移動している導線bc は起 電力V= vBI の電池と同等である。図2の電 池の電圧をV=vBI とすると、 図1と図2は 同等である。したがって、 電流はc→d→a→b の向きに流れる。 荷電粒子qがbからcへ移動するのは磁場 からF= qvB の力を受けるからである。した がって、図1では、導線の運動エネルギーが 磁場を介して起電力を生み出していることが 分かる。図2では電池の化学エネルギーが起 答 d a b b 電力の源である。 図1:時刻rにおいて、 可動導線は bc の位置にあった とする。破線b'c' は時刻!+ Ar における可動導線の位 置を表している。 (a) 辺 be 上の正の電荷q を帯びた自由荷電粒子 が磁場から受けるカFの大きさと向きを求 b めよ。 図 2: 解答 Fは次式で与えられる。 (c) 荷電粒子がcdab 間を移動している最中は、 電 気エネルギーは磁磁場から荷電粒子に供給され ないことを確かめなさい。つまり、この区間 では、荷電粒子の移動方向とローレンツカは 常に直交していることを示しなさい。 F= qixB すとBがなす角はx/2であるから力の大きさ F は次式で与えられる。 F= qvB 答 1a

（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

(2)でどうして運動エネルギーがx²だけになるんですか？bは考えなくていいんですか？

(問1) x=bにま 1 解答 する。力学的エネ K- aーが)……(答) (間2)非保存力カのする仕事と力学 ーu'mgb=0-kx? 2u'mgb k …(答) (問3) 摩擦のある面での移動距離 ーmg-26= 2 1 kx 2 業 4μ'mgb 6+ V6°+2x (問4) Aがx=-bの位置で静止 が最大摩擦力以下であればよい。 bSmg= Cu'mg 26° (答) mg x (問5)=xでは最大摩擦力が kts=mg='mg amg エ=0で静止するまで、 非保存力 -μmgx3=0- 2μ'mg e

(c)でどうして風を合わせた速さを余弦定理で考えないと行けないんですか？

fi(Ttve cre)- ャーf。 Up CusO (fitfA) T-Bcos0-uab。 t。 2 『-w T:Vt t27 (2m+) 2 2k JJ m) 「2R 35 r 2 2 (ror) -r 2R イマセー、4F or f-1rak -2820 af: Ptjfrapa」 t shiny, ova npgling, wax

(ァ)で電圧降下が起こる仕組みが分かりません💦

な + (Cm)t 113 の) da ERA Ⅱ RotRe R。 R。 a Tas 本 D 出るゆ C Jd n R」 ER2 RitRシ ERI 1。 e 0+< ia () b FitRz a E る (V)V ( 図1 Lm) 8 本 J せ 乳 ンン + 3ャー ケ ) サち格

(1)どの向きにBが働くか分かりません💦

(間 6) 回路 abed に流れる電流を求めよ。ただし, 電流はa→bの方向を正とする。 まずsとrに,図のように電流」が流れている場合を考える。以下の問いに答えよ。 ア能に平行に置かれている。「」と」の間隔はtで、それらは y軸から等距離の位置にある。ー 方,sとraはy軸から距離Lの位置にある。さらに、長さがをで抵抗が Rの2本の導体棒 ab と cd がそれぞれ速さ (r, < Pa) でr Tz の湾方に接しながら運動しているとする。た。 直線で抵抗が無視できる無限に長い4本の導体棒 T I Fs Taが、 図のようにy平面上で Cach guest's Davor. However, it is on an Ai island, there are no other person thana guest, Of course, there fe no cook, so you have to capture all edients you want to cat and * vourself. Sure you lean n tha 2 そつなぐ。A は水平な床の上 び,ばねが自然長にある時 町の摩擦はないものとし、 れ,", u= qur (a > 1) R てAが持つ運動エネ , u'. m, g で表 位置でAの速度 (一番くよく) 条件をbとx における磁楽密度Bの大きさと向きを求め (間 1) r, ra で囲まれる平面内 トただし、レ>号> x] として、 1に比べて(金)は小さく無視できるとする。 きはその位置 -0で静止し (問 2) 園路abcd に生じる誘導起電カの大きさを求めよ。 ( 3) 阿路 abcd に流れる電流を求めよ。ただし、電流はa→bの方向を正とする。 (間 4) 導体棒ab が磁場から受けるカ下の大きさと向きを求めよ。 次に,rに流れる電流の方向を逆にした。xiがLよりも十分小さいという近似を用いず、 以 下の問いに答えよ。 (間 5) 「, faで囲まれる平面内(一号くょく) における磁東密度為の大きさと向きを求の よ。