私の式はどこが間違っているのでしょうか？ 私は垂直抗力を地面に水平方向と垂直方向に分解して、水平方向の力=遠心力として解きました。 解説を見れば納得できるのですが、私の式の間違えが発見できません。。。

ます 10 e 2 mu r r = h tan o mg 4 mg sino coso これが遠心力と = mg sino coso cunz". 2 v² = g sinoceso. h sino cost V = √gh sino?

定積モル比熱を求める問題です。 13J/(mol・K)になるはずですが、この答えになりません。（12.5≒13ってことですか？） 立てた式のどこが間違っているのか教えてほしいです。

問12 ある理想気体 1.5mol に, 体積一定のもとで熱量75Jを与えたところ、温度 が4.0K上昇した。 この気体の定積モル比熱は何J/(mol・K) か

物理 力学的エネルギーのところなのですが、静電気力は保存力なので、エネルギー保存が成り立つのでは無いのですか？ それとも一様電場による仕事は非保存力なのですか？

Q(E₁ + D) = R22 問1点Aで働く力は, 2, 3 JJS A SERION 点電荷が点Aから点Bに移動する間の一様電場による仕事 Wは W=QEX(+α)=QEa 180k よって、力学的エネルギーの原理より, 点Bを通過するときの速さ B は、 CULM 20 1 m SOU Fa² g***** Q2 (1 (2 m² ² + + 2 ) - ( 12 ²0 + 4 2 ² ) = k- 2a a JE ALIYO +QE =W= B = Ea+k Q 2a 8

コンデンサーの問題で1番最後の問7が分かりません。 電位差の関係で、V+v1-Ri-v2=0としていますが+v1というのはコンデンサーC1が最初にS1を閉じて充電が完了し、電位があげられていたからでしょうか？ また電気量保存の法則で、CE=-q'＋qにしてはダメなのでしょう... Read More

3 (配点 34点) 図1のように, 起電力E の電池 E1, 起電力を変えられる可変電源 E2, 抵抗値がと もにRの抵抗 R1, R2, 電気容量がそれぞれ C, 2C のコンデンサー C1, C2, およびス イッチ S1 S2 を用いた回路がある。 はじめ, スイッチ S1 S2 は開いていて, コンデ ンサー C1 C2 に電荷は蓄えられていない。 電池 E1 と可変電源 E2 の内部抵抗は無視で きるものとして, 以下の問に答えよ。 S₁ 問1 次の文章の空欄 = CEE - CE (ア) 2 R₁(R) E₁(E) C₁(C) 図1 S2 -39- R2(R) スイッチ S1 を閉じる。 その直後, コンデンサー C の両端の電位差 (電圧) は 0 であるので, 抵抗 R に流れる電流の大きさは である。 十分に時間が経 過したときは、抵抗 R に流れる電流が0になるので, コンデンサー C に蓄えら れている電気量の大きさは (イ) であり、静電エネルギーは QCK である。 スイッチ S を閉じてから十分に時間が経過するまでの間に、電池É, がした仕事 であり、抵抗 R で発生したジュール熱は は (オ)イ である。 W-DAV IVE E2 C2 (2C) に入る適切な式を答えよ。 V=BI V IV. V B 2

図が雑で申し訳ないですが、写真1枚目のように運動方程式が得られた場合には重心座標と相対座標を経由しないと時間追跡できないのでしょうか？ ※時間追跡とは写真２枚目のようなものを指しています

-X 自然長はl ww + X 9 22 運動方程式 mä m² = = *(x-x-1) Mx = *(x-x-1) t=0x" x = ₁ * = N₂₁ X=0₁ X = 0

1枚目の画像の(3)について質問です。解答の解き方は理解できたのですが、3枚目の自分のやり方のどこが違うのか教えて欲しいです

116. 力学的エネルギーの保存 図のような, 2005 2 表面のなめらかな曲面の最下点Bからの高さ 1.60 mの点Aから 初速度0で小球をすべらせる。 重力 加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 (1) 小球がBを通る瞬間の速さは何m/sか。 (2) 小球はBからの高さ1.20mの点Cから飛び出す。 Cから飛び出す瞬間の速さは何m/sか 2 ●(3) ℃における接線が水平面となす角が60° であるとすると, 小球がCから飛び出した 後の軌道の最高点はBから何mの高さのところか。 例題25.例題26例77 b 1.60 m B 1.20m 60°

(2)で写真二枚目の5行目の式 Ry1'＝(Mcosθ/2w)×｛g(w+h tanθ )－(vcθ^2(h－wtanθ))}＝0 があると思うのですが、その直前で「P1を中心として反時計回りに転覆しないためには、重心がP1より右側になければならない。よって、w－h ta... Read More

Chapter 1 力学 Section 1 力と運動 例題 10 等速円運動 ② 図1はレールに乗っている列車を正面から見た 図である。 レールの幅は2w であり, 列車の質量は Mである。 列車の重心Gは、レール間の中心線上 で、レールと車輪の接触点から高さんの位置にあ る。 空気の抵抗や摩擦力などは無視できるものと して、以下の問いに答えなさい。 (1) この列車が,たいらな地面に水平に敷かれた 円形の曲線路を、一定の速さで通過している。 (A) 重力加速度をg, 列車に作用する慣性力を Fとして, 曲線路の内側のレールから列車 が受ける垂直抗力 R1 と, 外側のレールか ら列車が受ける垂直抗力 R-2 を、 それぞれ M, w, g, F, h を使って表しなさい。 図2 (B) 曲線路の半径を , 列車の速さを”として, 慣性力F を M, r, o を使って表しなさい。 ただし,rはレール 幅 2w に較べて十分に大きいものとする。 (C) 列車の速さが大きくなると, R, が減少し,やがて列車は転覆する。 この場合の限界の速さve を wr, g, hを使って表しなさい。 (2) 曲線路では, 列車の安定を増すために、 通常, 曲線路の外側のレー ルを少し高くしている。 図2に示すように, 線路が角度日の傾きを つけて敷かれているとして, 列車が転覆する限界の速さve を w, r, g,h, θ を使って表しなさい。 (三重大) w wo 200 考え方の キホン to 10 I (1) (A)右図のように、車輪とレールとの接点をそれぞれ P1, P2 とし, 車輪がレールから受ける抗力の水平成 分をそれぞれぃたとする。 鉛直方向の力のつりあ いより I 1 円運動の問題では,中心方向外向きの慣性力すなわち遠心力を考慮 すると, 有効な場合が多い。 例えば、人工衛星の中で宇宙飛行士が ふわふわ浮いて見えるのは, 人工衛星から見て, 宇宙飛行士に働く地球の万有引 力と遠心力がつりあうからである。 この問題でも、列車から見た遠心力を考慮す ると, 剛体のつりあいの問題として扱うことができる。 なお、遠心力をむやみに軽んじてはいけない。 現代の物理学では,遠心力 ( 般には、慣性力)といわゆる実在の力 (この場合は, 向心力)とは、同等である I とみなす。 (2)までは、外側のレールは高くしてない。 1 R1+R2-Mg=0… ① P2 のまわりの力のモーメントのつりあいより Mgxw-R1 ×2w-Fxh=0 ② 〔注〕 P1 のまわり: R12×2ω-Mgxw-Fxh= 0 ③ ①② (あるいは, ①, ③ あるいは, ②③ より -Mg- R₁₁ = h R2= g+. 〔注〕この場合の向心力はf+fである。 水平方向の 力のつりあいより、 S 2w (B) 円運動の加速度は2/rだからF=Mv²/r (C) (A)からわかるように, R2は常に正である。 (B)も用いて h Mv² :. R₁₁=Mg-20 =0 :: Vc= F fi+f₂=F=Mv² /r (2) 右図のように車輪がレールから受ける抗力の斜面に垂 直な成分をそれぞれRai', R2' とし、斜面に平行な成分を それぞれだとする。 斜面に垂直な方向の力のつりあ いより P回りの モーメント Mo -F R入 Mcose {g(w+htand)- 2w fr Vo² r rwg h R₂₁ Ra Mg Ri'+R,a'′-Mgcos0-(Mus/r)sin6=0・・・・・・・・ ④ PT P3 Or MY K P2 のまわりの力のモーメントのつりあいより下 Mgx(w+htane)cos-Ra'x2w_(Mu²/r)x(h-wtand) cos0=0 BA w ....... 5 Mg x (cose+ htang.cosa) Pr カ 〔注〕 Pi: Ri' ×20-Mgx(whtand)cos0 (Mur) x(h+wtand)cosB = 0.⑥ ④,⑤ (あるいは、④⑥ あるいは, ⑤⑥ より 列車 の動き Mer x (hcoso-tutanocuse) (h-wtan6 tan 0)} B 10 1-1 力と運動 47

(5)解説で「⑤式において、θ＝135°にもかかわらずΔλ≒0となるのは〜」とあるのですが、なんでΔλが0に近づくとX線強度が跳ね上がるのですか？ (出典:難問題の系統とその解き方)

(i) 電圧 くなり ・飛び のよう たの) 傾きこん Wo h ら, 例題 コンプトン効果 電子の質量をm, プランク定数をん, 光速をcとして、以下の設問 に答えよ。なお, (1), (2) 以外は解法も簡潔に記すこと。 [A] 1923年, コンプトンは波長入のX線を金属薄膜に照射し、散乱さ れたX線の強度の角度分布を測定した。その結果の一部を模式的 に示したのが図1であり,X線が散乱されてもとの波長より長く なっている成分のあることが観測されている。 コンプトンはこの現象を,X線を粒子と考え、この粒子すなわ 光子と静止している電子との衝突と考えて解明した。 図1(a) X線強度 (X線の散乱角80°) 入 X線波長 図 1 (b) X線強度 (X線の散乱角0=135°) M 入。 入 X線波長 図2 入射光子 (19) O- 散乱光子 (1) O 反跳電子 (0) (1) 光子のエネルギーEと運動量P を,h, c, およびX線の波長入のう ち必要なものを用いて, それぞれ表せ。 (1-cos 0) を導け。 ただし、 (2) 散乱前後の光子の波長をそれぞれ入, 入] とし, 反跳電子の速さをか とし,入射方向に対するそれぞれの散乱角を,図2のように0.④と する。このとき,入射方向とそれに垂直な方向の運動量保存則を それぞれ記し,さらに、エネルギー保存則を記せ。 h (3) 41 (=A₁-A)=- 4 « 1 として、 do mc 近似を用いること｡ (4) 反跳電子の運動エネルギーの最大値T maxをm,hcおよびふを用 いて表せ。 (50=135°の図1(b) では, 波長入。 付近にもピークが見られる。波長の ピークが光子と金属中の電子との散乱によるのなら､山のピーク は光子と何との散乱と考えられるか。 理由も述べよ。 [B] 一方、電子の波動性については, 1924年ド・ブロイが予想し, 1927年デヴィッスンとジャーマーが検証した。 彼らは格子間隔dの 2-1 原子の構造 263

2番の問題は人と板をひとつの物体とみなしてとくことは出来ないのでしょうか？

62 滑車につるした板上の人のつりあい 天井に取りつけたなめらかな滑車に軽い ひもをかけひもの一端は人を乗せた板につなぐ。 板に乗っている人の質量を mｭ 〔kg〕, 板の質量を m2 [kg], 重力加速度の大きさを g〔m/s²] とする。 ただし,m> m2 とする。 (1) 図1のように板に乗っている人と別の人が,つり下げた ひもの端を大きさ T1 [N] の力で静かに引くと床から板が 離れた状態で静止した。 T1 を m1,m2,g を用いて表せ。 D 2) 図2のように板に乗っている人が, 自分でひもを大きさ T2 [N] の力で静かに引いたところ床から板が離れた状態で 静止した。 人が板から受ける垂直抗力の大きさを N2 [N] とする。 T2 およびN2 を m1, m2, g を用いてそれぞれ表 [17 金沢医大 改〕55 せ。 図 1 図 2

(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0＜ω^2LC＜2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか？ 出典:難問題の... Read More

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193