Ⅳの（3）でd/３までの釣り合いが安定でそれより大きくなると不安定になる理由がわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願いします。

図 2-3 (a) のように, 前間と同じ平行板コンデンサーの極板P を自然長 ばね定数の絶縁体の軽い ばねに接続し ばねの他端を壁に固定した. また, 極板 P2 を壁から距離 l+dの位置に固定した (極板の厚さ は無視できる)、 極板 P1 P2 には, それぞれ電荷 +Q (Q > 0), -Qが蓄えられている。 また, 壁とばねの静 電誘導による電荷は無視できるものとする。 質量mの極板P は極板P と平行な位置関係を保って左右にな めらかに動くことができるものとする。 極板P1 に力を加えて壁から距離の位置に保持した。 極板P1 と極板 P2の間の電場の大きさをE。 とする. 図2-3 (b) のように極板P」を壁から距離(+ェの位置にゆっくりと移動した。 極板 P, にばねからはたら く力と極板間の静電気力がつりあうときの位置を Q, Fo, k, m, co のうち必要な記号を用いて表せ、ただ し, 0<x<d とする. ⅣV 次に, P1 を図2-3(a) の位置に戻し、 図2-4 (a)のようにスイッチと電圧Vo(> 0)の直流電源に接続し た。その後、スイッチを閉じ, 極板 P, に力を加えて図2-4(b) のように壁から距離+æの位置にゆっくり と移動した(ただし<z<dとする)。その後,極板 P, を移動するために加えていた力をなくした。導線が -Kx Pl + Q 0000000000 d (a) 10000000 極板P が及ぼす力は考えない (1) 極板 P1 が壁から距離1+の位置にあるときに極板P, にはたらく力F (x) を Vo, S, d, z, k, m, Eo のうち必要な記号を用いて表せ。 ただし, 極板 P1 から P2 に向かう向きを正とする. (2) 極板 P1 にはたらくばねからの力と極板間の静電気力がつりあう位置が存在するためには, Vo はある上 限値Vm より小さくなければならない。このVm を S, d, k, m, so のうち必要な記号を用いて表せ. (3) Vo Vmの場合に存在するつりあいの安定性について説明せよ。 ただし, 「a <æ <bの範囲に存在す るつりあいは安定(または不安定)」 という形式で,存在するすべてのつりあいについて言及せよ. Foyd FEQ P₁ P2 +Q 0000000000 HI l+x (b) ・ 114471 9 図2-3 P₁ P₂ 0000000000 V₁ (a) 図2-4 l+x d-x GV (b) 萬 Fol F:EG

(2)について質問です 2枚目が解答なのですが、オレンジの線を引いてるところが分かりません。なぜmは同じになるといいきれるのですか？？

(カ) 354 マイケルソン干渉計■ 図のように,光源 Sを出た波長の単色光が, Sから距離 Ls にある 半透鏡Hにより上方への反射光と右方への透過光の光源S 2つに分けられる。 反射光は,Hから距離 LAに固 定された鏡Aで反射して同じ経路をもどり,一部が Hを透過してHから距離 LD 離れた検出器Dに到達 する。 一方, Sを出てHを右方へ透過した光は, 鏡 D [兵庫県大 改] 347 鏡ATE LA 鏡 B 半透鏡H -LS- -LB- AL AL LD 検出器 D Bで反射して同じ経路をもどり、一部がHで反射してDに到達する。 これら2つの光が 干渉する。 初めのHからBまでの距離は LB (LB>LA) で, Bは左右に動かすことができ る。Hの厚さは無視でき, 鏡および半透鏡において光の位相は変わらないものとする。 X Bを少しずつHに近づけるとDで検出される光の強さは単調に増加し, ALだけ動い たとき,最大となった。 逆に, Bを少しずつHから遠ざけると光の強さは単調に減少 し,初めの位置から 4L だけ動いたとき最小となった。 波長をALで表せ。 Bを初めの位置にもどし, 波長を入から少しずつ大きくしていく。 Dで検出される 光の強さは単調に増加し,+4のとき最大となった。 LB-L』を入とで表せ。 次に,光の波長を入にもどし, Bを初めの位置から動かして, Hからの距離がL』 に 等しくなるまで少しずつ動かした。 この間のDで検出される光の強さを観測すると, 250 回最小値をとることがわかった。 このとき,(2)における入と 4入の比を求め よ。 入 [16 新潟大 改] ヒント 353(2)隣りあう2つのスリットを通る光の経路差= (回折後の経路差) (入射前の経路差) 354 (3)250 回目の最小値をとったときの,HとBの距離はLa+24Lであり,最小値は 44L ご とに現れる。

(ウ)の問題で L進めむごとに立方体の側面に衝突すると思うのですがなぜ1往復で１回しか衝突しないのですか？

247 気体分子の運動 一辺の長さLの立方体の容器に質 量m (kg単位) の気体分子がN個入っている。 図のように座標軸 をとるとき 以下の文中のに適当な式を入れよ。 (1) 1個の分子が図のなめらかな壁面Aに x方向の速度成分 vx で 弾性衝突したとき,分子の運動量の変化はアなので,壁 面Aに与える力積はイである。この分子は時間の間に ウ 壁面Aと衝突するので,この分子によって壁面Aが 受ける平均の力の大きさはf=エである。 24 L A (2) 全分子の速度の2乗の平均値を三平方の定理を用いて各成分の2乗の平均値で表 すと2x2+vy2+v22 であり, 等方性より全分子は平均的に2 ので,エを用いてN個の分子が, 壁面Aに与える力をを用いて表すと F=オ となる。したがって,壁面Aにはたらく圧力はp=カである。 (3)状態方程式 V =nRTとカを比較すると,分子1個の平均運動エネルギー Eはアボガドロ定数 N (物質量 n=N/Na),気体定数R, 絶対温度T を用いて表す ととなる。ここでN個の分子の質量が分子量Mo (g単位)であること を考慮すれば,キより分子の二乗平均速度は, Mo, R, T を用いて ク と表される。 例題 44259 '

これあっているか確かめて欲しいです。ごちゃごちゃしててすいません🙇 もし間違っていたら教えて欲しいです。

物理 (b) 図3-3のように,z軸上に十分に長い導線があり、導線には大きさがIの電 流がz軸の正の向きに流れている。 また, xz 平面内に1辺の長さがαの正方形 の1巻きのコイルが固定して置かれており、正方形の辺ABは軸と距離αだけ はなれている。導線とコイルは空気中にあり、空気の透磁率をμ, 円周率をと する。このとき,z軸上の導線の電流が, 正方形の頂点Aの位置につくる磁場 7 の (磁界)の磁束密度の大きさは 6 であり、磁束密度の向きは 向きである。 fut 2Ra Z軸の負 Vb I 次に,コイルに大きさがiの電流を図3-3のA→B→C→D→Aの向き に流すと, コイルはz軸上の導線の電流がつくる磁場から力を受けた。 コイルの 辺ABが軸上の電流がつくる磁場から受ける力の大きさは 8であり, 力の向きは の向きである。また, コイル全体が軸上の電流がつくる 磁場から受ける力の大きさは 10 であり,力の向きは 11 の向きで ある。 x軸 1 Co H= H: 270 27.22 47 ※軸の負 1 2 より I 5/19 Bi→>> sec b Vis C + o 4th F Owth S y B = M F & B = MI a より 1 47a A a F. Iblay F. 472 4 D F Fr Wa 図魚 F2 F: MiI Miz 27 47 4 9 ANI (1-31/10 ) 2 2aI 20 29 20 20

（1）どのように考えるのか分かりません。教えてください。 S1、S2が同じ振動で生じてるから、真ん中で腹となって、強め合いの線を書くとこのようになると思うんですが、谷になる理由が分かりません。 後、一定時間1秒ごとというのはどういうことを示しているのでしょうか？何か意味ある... Read More

AI 351. 波の干渉浅く水をはった大きな水槽で, 水面上の 2点S, S2 を一定時間 1.0s ごとに同時にたたき 2つの 波をつくる。 図の円, または円弧は, 時刻 0sにおける波 の山の位置を表している。 次の各問に答えよ。 S₁ (1)Aは, S, から 1.5 波長, S2 から 2.5 波長はなれた点 である。 図の状態において, Aは山, 谷のどちらか。 (2)(1)のAの山, または谷は移動するか、しないか。 •S2 第1章 波動 (3) (2)移動すると答えた場合は, 1.5s後の位置を図中に黒丸で記入し,そのかたわ らにBと示せ。 移動しないと答えた場合は,図中のAを○で囲め。 例題47

(3)で最終的に言いたいことは、θ=θ0だからθで入射して屈折することなく直進した先にm=0のときの明線ができるってことですか？ あと、問題にはなっていませんが、ガラスと空気中では屈折率が異なるのにλは変化しないんでしょうか？(媒質が変わらないから変化しないのかなと思ったん... Read More

353折格子 回折格 回折格子に平面波の光を当てると, 子の後方に置かれたスクリーン上に干渉縞が現れる。 じま 回折格子 の断面 00 スリット間隔 (格子定数) dの回折格子に, 波長の平面波の光 を当てたとき,明線の方向が回折格子の法線となす角を0とする。 (1)入射光を回折格子に垂直に当てたとき, sin を入, d および 整数を用いて表せ。 00- 2 図1のように入射光の方向を角度 6。 だけ傾けて回折格子に当 てたとき、回折前後の波面を考え, 隣りあうスリットを通過す」 図1 る光の経路差を求めることにより, sin0を0,入, d, および整数mを用いて表せ。 (2)において、入射光の進行方向と=0の明線ができる方向とのなす角を求めよ。 40=30°= 0.4d のとき, 明線の方向として最も適当なものを図2の(ア)~(カ)の中か ら1つ選べ。 図2 回折格子 * の法線 明線の * 入射光 方向 (ア) (イ) (ウ) (エ) (オ) (力) [兵庫県大 改] -347 物

250回目の最小値をとったときにHとBの距離はなぜLA+2ΔLになるのですか？ 最小値が4Δlごとにあらわれるのが分かりません💦

<tttttt EXI 図2 一光線の空 リットが きいと 率力の れは子供 改 354 マイケルソン干渉計 Sを出た波長入の単色光が,Sから距離 Ls にある [兵庫県大 改] 347 図のように,光源 鏡 A LA 鏡B 半透鏡 H -22- ←Ls -LB- AL AL LD 検出器 D 半透鏡Hにより上方への反射光と右方への透過光 光源 S 2つに分けられる。 反射光は,Hから距離 LA に固 定された鏡Aで反射して同じ経路をもどり、一部が Hを透過してHから距離LD 離れた検出器Dに到達 する。一方, Sを出てHを右方へ透過した光は,鏡 Bで反射して同じ経路をもどり、一部がHで反射してDに到達する。 これら2つの光が 干渉する。 初めのHからBまでの距離はLB (LB> LA) で, Bは左右に動かすことができ る。Hの厚さは無視でき, 鏡および半透鏡において光の位相は変わらないものとする。 )Bを少しずつHに近づけるとDで検出される光の強さは単調に増加し, 4Lだけ動い たとき,最大となった。 逆に, Bを少しずつHから遠ざけると光の強さは単調に減少 し、初めの位置から4Lだけ動いたとき最小となった。 波長を4Lで表せ。 Bを初めの位置にもどし, 波長を入から少しずつ大きくしていく。 Dで検出される 光の強さは単調に増加し, +4のとき最大となった。 LB-LAを入と 4入で表せ。 (3) 次に, 光の波長を入にもどし, Bを初めの位置から動かして, Hからの距離がL』に 等しくなるまで少しずつ動かした。 この間のDで検出される光の強さを観測すると, 250 回最小値をとることがわかった。 このとき,(2)における入との比を求め [16 新潟大 改] よ。 ヒント 353(2)隣りあう2つのスリットを通る光の経路差= | (回折後の経路差)-(入射前の経路差)| 354 (3)250回目の最小値をとったときの,HとBの距離はLA +24Lであり、最小値は 44L ご とに現れる。

(1)の問題で低温物体が得る熱量で4.2+Cをする理由をお願いします🙇

熱量計の中へ140gの水を入れたとき, 容器も水も一様に温度が 27℃ になった。 (1) 図1のように,この中へ47℃の水 40g を追加したと 2 ころ, 全体の温度が31℃になった。 容器の熱容量C は何 J/K か。 水の比熱を4.2J/ (g・K) とする。 150g 100°C (2) さらにこの中へ、 図2のように, 100℃に熱した 150g の金属球を入れてかきまぜたところ, 全体の温度が 40℃になった。 金属球の比熱 cは何 J/(g・K) か。 40g 180g 140g 47°C 31°C 27°C 図 1 図2 指針 「高温物体が失った熱量=低温物体が得た熱量」 すなわち, 熱量の保存の式をつくる。 解答 (1) 熱量の保存によって 40×4.2×(47-31) (2) 熱量の保存によって 150×c×(100-40) ={(140+40)×4.2+84}×(40-31) これを解いてc=0.84J/(g・K) =(140×4.2+C)×(31-27) これを解いて C=84J/K POINT 150g 0°C. 50g 熱量の保存 高温物体が失う熱量=低温物体が得る熱量

(4)で黄色のラインのところで、3/2や5/2が出てくる理由と立式の仕方が分かりません。解説お願いします🙏

和田145 熱機関②ある熱機関を用いて, 1.0molの単 [Pa 3847 4849 原子分子理想気体の圧力と体積を右図のように, A→B→C→D→Aの順に変化させた。 状態 A 3p 〔P〕, Vo [m], To [K] であった。 (1) 以下の各区間について, 気体が熱を吸収した C B 1 区間はどれか。 また, 熱を放出した区間はど #d> Po れか。 A(T[K]) D 8. ア A B V[m³] (イ) B→C (ウ) CD 0 4V Vo (H) DA (2) 状態 A, B, C. D を内部エネルギーが高い 順に並べよ。 (A→B→C→D→A間)に気体がした正味の仕事を求めよ。 1サイクル (3) (4) この熱機関の熱効率を求めよ。

答えが違うことは分かるんですけど、考え方のどこが違うかが分かりません。 教えてください！ よろしくお願いします🙏 （1）の答えは2.1です。 （2）も教えてください🙇‍♀️

220 水の状態変化 熱容量の無視できる水熱量計の中に10℃の氷が42g入っ ている。ここに 54℃の湯を65g加えたところ,氷はすべてとけて 0℃の水になった。 水の比熱を4.2J/ (g・K), 氷の融解熱を3.3×102J/g とする。 (1) 氷の比熱c [J/ (g・K)] を求めよ。 -2)同じ水熱量計に60℃の湯を93g入れ, その中に -20℃,質量m [g] の氷の塊を入 れたところ, 氷はすべてとけて 0℃の水になった。 m〔g] を求めよ。 ->229