この問題を3枚目の写真の(b)の方法は使わずに三平方の定理で解くのはなぜですか？ 1枚目が問題で2枚目が解答です。

2\m OS 物理 13.平面運動の相対速度 Bさんは,線路に対して斜めに交差する道路を走る自動車に乗っている。 A君から見る と,Bさんは,東向きに速さ 15m/s で遠ざかっていくように見えた。地面に対するBさ んの速さを求めよ。 ● A君は,南向きに速さ 20m/sで進む電車の中に座っており, 0.3 発展間

なぜ黄色のマーカーが引いてある所のようにP₀／Ｐ₁なのでしょうか？

解説(1(ア) ボイルシャルルの法則より、 PV -一定 T 三 また問題に与えられているようにTV=一定 この2式の辺々をかけて PVi=ー定 5 5 たら a= 3 (2Xイ) ピストンに働く力のつり合いより, mg P,S=PoS+mg . Pi= Po+ S (3)ウ)最初のときのシリンダー内の圧力は P。であ るから,(1)の関係式を用いると P,(SL)-P(SL)。 5 5 3 3

(1)の解き方を教えてください。

7ダイオードを含む直流回路 図のような,抵抗 R, ダイオード D, 電池, スイッチSが接続された回路がある。 ダイオードDの電流-電圧の特性曲線は下のグラフのようになっている。 電池には 内部抵抗はないものとする。 (1) スイッチSをa側に入 電流(A) R:22 D れたときに抵抗Rに流 1.2V -0.5- a れる電流I[A]を求めよ。 (2) スイッチSをb側に入 S b 0.8V -1 れたときに抵抗Rに流 れる電流1A[A]を求めよ。 -2 の

なぜ(2)の問題で、最も遠く離れた時間と位置が聞かれている時、回答ではS1の片方の面積しか求めてないんですか？

12 ひ-tグラフ H ) ェ軸の原点から時刻 t30 に出発して, x軸を運動する物体の U [m/s) ひーtグラフが図のようになった。 oa (1) t=5.0~8.0s の間の加速度はいくらか。 S t [s] (2) 物体が, xの正の向きに最も遠く離れた時刻と位置を求め 0 2 46、6 8 10:エ よ。 -3 (3) t=0~11s の間に物体が動いた距離は全部でいくらか。 S。 (4) t=11s における物体の位置を求めよ。 -6 (5) この運動のa-t(加速度と時刻)グラフをつくれ。

糸1と糸2の張力の大きさが分かりません。

物理基礎 夏季課題 NO.3 14 3つの力のつりあい 図のように、 重さが4.ON の物体を糸でつった。 このとき、糸1と糸2の張力の大きさを求めよ。52=1.41として計算せよ。 145° 糸1 糸2 15 3つの力のつりあい 天井から糸でつるされたおもりを、水平右向きにばねはか りで引くと、図のような状態でおもりは静止した。このとき、 ばねはかりの目盛り は2.0Nであった。糸の張力の大きさと、 おもりの重さは、それぞれ何Nか。 3

波線を引いたところが分かりません。なぜ重力ではなく垂直抗力の反発力がモーメントに影響するんですか？

必解14.〈棒のつりあい) 次の文章を読み, a~c]については選択肢より適切な向きを選べ。 図のように,長さ1,質量Mの一様な細い棒を床から垂直な壁 に 45°の角度で立てかけた。棒が床と接する点をPとする。壁は なめらかで棒と壁の間には摩擦察はないが,棒と床の間の静止摩擦 係数はμである。ただし、 重力加速度の大きさをgとする。 (1) まず, 立てかけた棒がすべり落ちないためにμが満た すべき条件を考えよう。棒にはたらく力のつりあいから, 棒が床から受ける垂直抗力の大きさはア]であり、 棒にはたらく力のモーメントのつりあいから,棒が壁か ら受ける垂直抗力の大きさは イ]である。それゆえ, 静止摩擦係数は μ>ウ]を満たす必要がある。 (2) いま,質量 mの小さな粘土の粒を, 棒の上にそっと置 2 力とつりあい 11 ア クに適切な数式を記入せよ。また, 壁 45°% 床 c]の選択肢 a (8 3 5 45°) ただし,いずれも鉛直面内とする。 いた。点Pから棒にそって今0 2 -1の位置に置いても棒がすべり落ちないための条件を考えよ う。粘土粒が棒上に固定されているとき, 粘土粒にはたらく力は, 重力と棒からの抗力で, これらがつりあっている。したがって作用反作用の法則から, 棒が粘土粒から受ける力の 向きはa で大きさはエ である。(1)での考察と同様に, 棒にはたらく力のつりあ いと力のモーメントのつりあいから, 静止摩擦係数は μ>オ]を満たす必要がある。 次に,粘土粒を取り除き, 同じ質量 mの小球を, 棒の点Pから棒にそって打ちだしたと 2 ころ,小球は棒をのぼり始めた。小球が点Pから棒にそって今いの位置まで上がっても棒 がすべり落ちないための条件を考えよう。小球と棒に摩擦がないとき,小球にはたらく力 は、重力と棒からの垂直抗力であり,その合力の向きはb]で大きさはカ]であ り、小球の動きは棒にそった等加速度運動となる。したがって,逆に棒が小球から受ける 力は,向きはc]で大きさはキ」である。。これまでの考察と同様に、棒にはたらく 力のつりあいと力のモーメントのつりあいから, 静止摩擦係数は μ2ク]を満たす必 [11 立命館大) 要がある。 G

問1，２，３を教えてください！

岡1 一様な大さで均質な。長さ40cmの棒を,図のように,各頂点での角度が直角になるよ うに曲げた。さらに 長さ 20cmの部分に沿ってx軸. これと垂直な長さ 10cmの部分に沿 ってy軸をとり、これらの間の頂点を原点0とした。この形状におりける, 棒の重心の来標 (x. %)としても適当なものを.下の0-0のうちから一つ選べ。 ただし, 座標の単位は [cm] とする。(o. Vo) -1 cm) 10. LO ーxIcm] 20 (等 ) (学学) 0 (10. b) 門2 リンダとストンを川リ || Z初的w "i CTであった押想 体を、1川6 0 呼さu/ のmr気体の体格は何 Mなるか、最 クの 0GuT nsた 出00じは、新対 ルに独りする22K 2 0

(3)の最高点を求める問題で、小球が高さhの点にいる時にストッパーによる非保存力が働いていると思うのですが、なぜ系全体の力学的エネルギー保存が使えるのですか？

53 17 保存則 17 保存則 曲面AB と突起Wからなる質量 Mの台が水平な床上にあり, 台の左 側は床に固定されたストッパーSに 接している。Bの近くは水平面とな っていて、そこからんだけ高い位置 にあるA点で質量 m(m<M)の小 球を静かに放した。小球は曲面を滑り降りて突起Wに弾性衝突し, 台 はSから離れ,小球は曲面を逆方向に上り始めた。 台や床の摩擦はな く、重力加速度をgとする。 A 小球 m W 台 M S B 床 X す) 000突起Wと衝突する直前の小球の速さはいくらか。 00の 小球がWと衝突した直後の, 小球と台の速さはそれぞれいくらか。 (3) 小球が曲面を上り, 最高点に達したときの台の速さはいくらか。 また、最高点の高さ(Bからの高さ)はいくらか。 次に,ストッパーSをはずして, 台が静止した状態で, 小球を A点 度 ば 置 で静かに放す。 (4) Wに衝突する直前の,小球と台の速さはそれぞれいくらか。 0OO Wとの衝突後,小球が達する最高点の高さはいくらか。 (東京電機大+日本大) Level (1) ★★ (2) ★ (3) ★ (4), (5) ★★ Point & Hint 2 弾性衝突は運動エネルギーが保存される衝突だが, 反発係数 e=1 で扱いた い。 13 最高点に達したとき、小球は台に対して一瞬止まる。水平方向には外力がない ので、ある保存則が成り立つ。後半はもう一つの保存則を用いる。 ただし、 物体 系に対して適用する。 4) 2つの保存則の成立。 5(3)と同様に考えるのが正攻法だが, . もっとスッキリと解ける。 x

なぜこの合力は8.65Nになるんですか？

5 下図の (1), (2) ぷは, カFとFの合力下を F。 F。 2 10 N 10N Het 120° 60° 05.0N F VSイ8 = V/2t - sV5 2,23 (229 2 5x2(23 8.65N 三1115

（7）なんですが、「PV^5/3＝一定はPV=nRTを用いてTV^2/3＝一定に変形できる」と解答にありますが、どのように変形したらそうなるのか分かりません。途中式を教えてください。お願いします。

(3) 物質量 0.50mol の気体がある。 子の数は いくらか。アボガドロ定数を6.0×1023個/mol とする。 (13) (4) 体積0.083m3, 圧力 3.0×105Pa, 温度 300Kの気体がある。こ の気体の物質量 nは何 mol か。 気体定数を R-8.3J/(mol· K)とす (14 る。 (15 (5) 気体の状態が右の図のア~エの経路 圧 カ で変化する。これらが, 定積変化, 等 (16 エ 圧変化,等温変化, 断熱変化のいず れかであるとすると, ア~エはそれ ぞれどの変化であるか。 (6) 一定量の理想気体に熱を加えた。 定積変化, 等圧変化, 等温変化 体積 0 3 の説明として適当なものをそれぞれの~③から選べ の加えられた熱はすべて内部エネルギーとなる。 の加えられた熱はすべて外部への仕事に使われる。 ③加えられた熱は, 一部が外部への仕事に使われ, 残りが内部エネ ルギーになる。 (7) 断熱変化で,気体を膨張させて外部に仕事をさせると, 温度はど うなるか。 (8) 原点の媒質の時刻 fs]における変位 y[m]が y=1.5sin2.0tと表さ れるとき,振幅 A[m]と角振動数の[rad/s]を求めよ。 (9) 位置x[m]の媒質の, 時刻 tis]における変位y{m]が y=2.0sin 2r(ラー)と表されるとき,振幅A[m],周期 Tis], 波長Am]を求めよ。 (10)水面上の2点 A, B からいずれも波長 4cm の波が同位相で出て いる。次の点では, 2つの波は強めあうか, それとも弱めあうか。 x 0.80. のAから 30cm, Bから 22cm となるような水面上の点P 6Aから 30cm, Bから 24cmとなるような水面上の点Q 6 AB の中点 M (11)図は媒質1から媒質2へ平面波が入射 媒質1 し,境界面で屈折したようすを示して 30° いる。このとき,入射角 iと屈折角rは A P B Joo° それぞれいくらか。 また, 点Pを通る 媒質2 中西を +