(2）の問題がわかりません。 ア:n1/n2×d2 イ:d1+n1/n2×d2 ウ：1\n1×OP1 となるのですが、アは(1)から出せるのですが、その後がわかりません。どんな考えかたをしているのですか。 解説お願いします。

コロ 211 媒質中の物体の A 101 0 A Y X- II d' n2 -02 d P' -2 'P (1) 右図のように,境界面 X-Yから深さdのとこ ろにある小物体Pを,媒質I中の真上から見る とき, 見かけの深さはいくらか。 また, この とき像の浮き上がりの距離を求めよ。 ただし, 媒 質 III の絶対屈折率をnin とし答はdと n2 を用 媒質Iに対する媒質ⅡIの相対屈折率 n12= n1 いよ。 (2) 厚さd, d2, 屈折率 ni, n2 の両面平行な透明 体I, II を水平に重ね, II の底にある小物体P の像を真上の空気中から見るとき,Iの表面 0 から虚像P2 までの距離 OP2 を求めたい。 空気の 屈折率を1とする。 Pから出た近軸光線 (POとのなす角が小) が ⅡとIとの境界面で屈折してPから出たかのよ うにIの中へ入り,さらにIの表面Aで屈折し てP2 から出たかのように空気中に出たとすると, 0 I P2 BPP A 空気 n1 d P1 12 a (1)の結果を用いて BP₁ = (Bは光軸と境界面の交点) P (ni,n2, d2で) OP₁ = イ よって OP2= (ウ)

なかなか解けないのでどなたかこの問題を解説して頂きたいです

L 14101 40 多 半角/全角 ! # あ $ う % え & お 漢字 1 ぬ 2131 3 あ 4 う 5 K Q W tab → 以下の問いでは、重力加速度の大きさをとして答えよ。 【問1】質量m の小物体が液体中を落下するときは、 重力 mg の他に、 液体 との間に抵抗力が働くと考えられる (浮力も考慮する必要があるが、 体積 が小さく浮力は無視できるものと仮定する)。 実験と測定を行い、ある質量1kgの物体の、時刻 t [s] における位置 y(t) [m] (液面からの深さ、y軸を液面を原点として、下向きを正にと る)は となることが分かった。 y(t)=2g(t+2e-lt-2) (i) 時刻 t における速度vy(t)、加速度 ay (t) をそれぞれ求めよ。 (6) y (ii) 横軸をt縦軸をyとしてvy (t) のグラフの概形を 0 ≤t ≤ 20 の範囲で描け。 (iii) lim vy(t) を求めよ。 また、この結果を物理的に解釈せよ。 t→∞ 抵抗力 重力 mg (iv) 運動方程式を利用して物体に作用する抵抗力の大きさ fを求め、 fvに比例することを示せ。 【問2】 水平面上を円運動する、 質量が3kg のおもちゃの車を考える。 円運動の中心を原点にとり、円運動して いる平面上に適当な2つの軸(z軸と軸)をとるとき、時刻における車の位置 = (s,y) が次式のように なっていたとする: (x(t),y(t)) =2(cos(+12), sin(+2)) (7) (r,y の単位は [m]、tの単位は[s] とする。) (i) 0 ≤t < 2 の範囲で、車の軌跡を描け。 (ii) 角速度 ω を求めよ。 (iii) 時刻 t における車の速度 J = (Vx, Vy) と、その大きさv=vvz + v7z [m/s] を求めよ。 (iv) 時刻 t における車の加速度 が d = (ax, ay) (8) (9) (a,(t), a,(t)) = (-sin (²), cos (+1)) - (cos (+12), sin (+²)) 212 (10 になることを、速度の微分を計算して確かめよ。 (v)加速度の大きさα = || を求めよ。 ※ペクトルの大きさと内積の関係、 (cos (12), sin (12)) = で、互いに直交する = 1 にあらわれるベクトル (-sin (2), cos (2)) が、それぞれ大きさ1 = =121=1.2=ことを用いると、計算が簡単にできる。

この解説がわからないので，詳しく教えて欲しいです

56 力学 18 保存則 滑らかで水平な床に,質量 Mの箱が置かれ, 中央の位置 0 で質量mの小球Pが長さの 糸でつり下げられている。 重 力加速度をg とする。 I A P• m M I. 図の静止状態で, Pだけに水平右向きに初速 ひ を与える。 (1)Pが最高点に達したときの箱の速さを求めよ。 ただし, Pは箱 には衝突しないものとする。 (2) そのとき糸が鉛直方向となす角を0。 として, cos θ。 を求めよ。 Ⅱ. 糸が鉛直方向と角をなす位置AまでPを移し,全体が静止した 状態でPを静かに放す。 (3)Pが最下点に達したときのPと箱の速さをそれぞれ求めよ。 (4) そのとき, 箱ははじめの位置からどれだけ動いているか。 (東工大+京都大

この運動量とエネルギーの連立方程式を解く過程を教えて欲しいです

右 動量保存則より Mv=Mu+mu また,重力による位置エネルギーの基準を床面とした力学的エネル 保存則より 1 2 -Mvo2 u を消去して Mvo2 h= Mu²+mu2+mgh 2(M+m)g (B)小球Qが離れた後について,可動台P,小球Qの速度をそれぞ V, vとおく。 運動量保存則より Muo=MV+mo 力学的エネルギー保存則より -Mi 1 Mv,² = 1 ½ MV² + 1+1+mv² 右 2 2 を消去して M-m V=Vo. -Vo M+m ここで,V=vo のとき, v = 0 となるため、不適である。 また,M>mであるから, 求める速さは M-m (ii) (C) 変圧器においては, 電圧実効値はコイルの巻き数に比例する。 Vo M+m

⑵の答えがどう計算したら2/3xになるのか詳しく教えてもらいたいです。

H=1.0C=120=16 思考 186. 金属のイオン化傾向と電池 金属Aと金属Bがある。金 属A,Bをそれぞれ希硫酸に入れると,Aの表面からは水素ムKI が発生したが,Bはまったく反応しなかった。 また、陽イオ ンB2+ を含む水溶液に金属Aを入れると, 金属Bが金属Aの 表面に析出し,水溶液中には陽イオン A3+ が溶け出した。次 の各問いに答えよ。 (ただし、下記H 希硫酸 (1) 金属板 A,Bを希硫酸に入れて図のような電池をつくっ (水) た。次の①~④のうち、正しいものを1つ選べ。 ① Aが酸化され, Bが還元される。 ②A還元され. Bが酸化される。 ③Aが正極になり, Bが負極になる。 金属板B 第Ⅱ章 物質の変化 金属板A ECO.881 JJS OH+,089 ④ Aが負極になり, Bが正極になる。 (2) B2+ を多量に含む水溶液に金属Aを入れると, 金属B が x [mol] 析出した。溶け出 した金属Aの物質量を x を用いて表せ。

170の(3)の問題がわからないです。0℃の氷が全て水になるまで与えられた熱量と、0℃の氷1gがすべて水になるのに必要な熱量とは同じじゃないんですか？

第Ⅱ章 思考 170. 氷の融解熱温度 -20℃の氷に,時刻 0から毎秒 60Jの熱量を加え始めた。 やがて,氷は水になり、水の 温度が40℃になったところで加熱を止めた。 図は, この 間の氷、または水の温度変化を示している。 氷, 水から 熱は逃げないものとし, 水の比熱を4.2J/ (g・K) とする。 >(1) 氷の質量はいくらか。 温度 [℃] 40 o *8001 /35 313 453 20時間 [s] (2) 氷の比熱は温度によらず一定であるとして,その値はいくらか。 (3) 0℃ 1gの氷が,すべて水になるまでに必要な熱量はいくらか。 ●ヒント (3) 35~313s の間は,加えた熱量はすべて氷から水への融解に使われる。 SHO (I) 熱

(6)浮力は使えないのでしょうか

124 2014 年度 物 II] つぎの文の に入れるべき数式を 図3-1のように, 大気圧P。 中に支持棒で天井に固定されたピストンに対し て,鉛直方向になめらかに動く断面積S の円筒容器が静止している。円筒容器 の中には1モルの単原子分子の理想気体 Aが閉じ込められており、その底には 質量 M の加熱器が取り付けられている。 床には底面積2S の円筒状の水槽が置 かれており、その中には密度の水が入っている。 円筒容器とピストンは断熱 材でできており,また円筒容器の壁の厚みと質量は無視できるものとする。理想 気体の気体定数を R,重力加速度の大きさをgとする。 はじめに図3-1のように,円筒容器の下面は水面からはなれた位置で静止し ている。このときのAの圧力は P1, 体積は V, 絶対温度は T, であった。 P」を (2) とな R, T,, V, で表すと (1) M をg, Po, P,, S で表すと る。 つぎに図3-2のように,Aに熱量Q をゆっくりと加えると円筒容器がんだ け降下し、その下面は水面と一致し Aの絶対温度は T2 になった。 ん を S, T.. T2, V, で表すと (3) となる。この過程でAの内部エネルギーの変化をん P1, Sで表すと (4) Aが外部にした仕事を Q で表すと (5) とな る。 さらに図3-3のように,Aに熱量Q をゆっくりと加えると円筒容器がんだ と け降下し,Aの圧力は P2, 絶対温度は T, になった。 P2 を P,, h, g, p で表す (6) となるので,この過程の圧力P を縦軸に、体積Vを横軸にとった P-V 図のグラフの傾きはg, S, p で表すと (7) となる。この過程でA 外部にした仕事をP, g, h, S, p で表すと (8) となる。

これの（3）がわかりません。

403 ころ、 の電 sin wt, EL 影響で送電先の電圧が送電元の電圧より大きくなることがあり問題。 物理 例題 91 交流のベクトル表示 物理 基礎 物理 406 抵抗R, コイルL, コンデンサーCを直列に接続し、 電圧の実効値が20Vの交 流電源に接続したところ、 実効値2.0A の電流が流れた。 この場合のLのリアク タンスを20Ω, Cのリアクタンスを15Ωとする。 (1) LとCの電圧の実効値 Vre [V], Vce 〔V] を求めよ。 (2) 電圧のベクトル図より, 電源の電圧に対する電流の位相の遅れ [rad〕 と, 抵 抗にかかる電圧の実効値 VRe 〔V〕 を求めよ。 (3) 電源電圧 V [V] 時刻f[s] を用いて V=20√2 sin 100t と表されるとき 電 [流I[A] を式で表せ。 3.14 とする 解答 (1) 交流の角周波数をw 〔rad/s], ● 138 センサー 電圧に対する電流の位相 ・抵抗→同じ。 ・コイル→だけ遅れる。 電流の実効値を I [A], Lの自己インダ クタンスをL[H], C の電気容量を C[F] とすると,VLe = wLI=20×2.0= 40[V] VLe+Vce 40V 1 120V ・コンデンサー Vce= - I = 15×2.0= 30[V] wC 10V VRe →だけ進む。 センサー 139 RLC 直列回路の交流のベ クトル表示 (電流ベクトルを右向きに 描くとすると) ・抵抗にかかる電圧 VRe は 右向き。 ・コイルにかかる電圧 Vre は上向き。 ・コンデンサーにかかる電 圧Vce は下向き。 ・電源電圧 V は, Ve=VRe+ Vie+Vce センサー 140 (2) 共通に流れる電流I を右向きのベクト ルとし、反時計回りを位相の進む向き とすると,Rにかかる電圧 VRe の位相は 電流と位相が同じなので右向きに描く。 Lにかかる電圧 VLe の位相は電流より位 π 30V Vce 相が今だけ進むので右図の上向きに描 く。Cにかかる電圧Vcの位相は電流よりも位相が今だけ遅 2 れるので上図の下向きに描く。 電源の電圧の実効値 V は, 数学的にVe=Vre + Vre+ Ve となることから,各ベクトルの 大きさを考えると, 上図のようになる。 この図より Vre+ Vcel = 10[V] となる。 よって, sinθ= | Vie + Veel_10. | Vel =0.50 20 π これより,0= - 〔rad〕 ......① 6 交流回路の瞬時値は,最大 値と位相を別々に求める。 π *te, VRe = V COS =20x 2=10√3=10×1.73=17.3 2 注 電圧や電流の最大値や位相 TRO 17(V) [ 29 などは, ベクトル表示による方 法でなくても、公式を用いて計 算で求めることができる。 (3) 電源の電圧の最大値を Vo [V], 電流の最大値を I〔A〕とす ると,V=Vosin wt のとき, I=Isin (wt-0) と表されるから, ①II より 最大値と位相を考えると, I= 2.0√2sin100㎖t- 6 29 交流と電磁波 255

問6から問8が本当に分かりません。分かる方いたら解説どうかよろしくお願いします。

II 図3のように,水平な地面に建てられた高い塔がある。この塔の地面からの高さんの 位置には,小物体を水平方向に打ち出すことができる装置Sが設置されている。また, 地面上でSの射出口の真下の点から地面に沿って距離 Dだけ離れた位置に,小さい標 的Zがある。 Sから小物体Pをある速さで水平に打ち出したところ, Pは途中で地面に 落下することなく, 打ち出してから時間to後にZに到達した。 重力加速度の大きさをg 次に, SからPをある速さで水平に打ち出すと、Pは点Oから地面に沿ってだけ 離れた位置に落下した。 そこで、図4のように、再びSからPを同じ速さで水平に打ち 出し,打ち出してから時間 - to後にPの速度の水平成分のみを瞬時に変化させたところ, Pは途中で地面に落下することなくZに到達した。 2 とし、空気抵抗は無視できるものとする。 SP Va h 塔 O D Z 地面 内面 図 3 (m0m 0.0) 120=1 問5 to はいくらか。 h, g を用いて答えよ。 (0) 08.05 A[m] - 54 - > B 間 ( SP h 塔 0 45 D D 図 4 Z 地面 問6 Zに到達する直前のPの速度の鉛直成分の大きさはいくらか。 h, g を用いて答え よ。 問7 Sで打ち出してから時間 1/2t後に速度を変化させた直後のPの速度の水平成分の 大きさは,Sで打ち出したときのPの初速度の大きさの何倍か。 問8Zに到達する直前のPの速度の向きが,水平方向から45° 下向きとなる場合を考え る。この場合,Dはいくらか。 んを用いて答えよ。 - 55 -

(6)で磁場による力が働いているのにエネルギー保存則が成り立つ理由を教えてください

(4)(ア)から(エ)の全区間でコイルに生したジュール熱の総量を求めよ。また、この総量とコイ ルの速さを一定に保つために作用させた外力との関係を述べよ。 129. 〈斜面上を動く正方形コイルに生じる誘導起電力〉 図のように、水平面となす角度が ⑥ (0x0<)の十分 長い斜面がある。この斜面に、質量がm, 電気抵抗が R, 磁場 B JAC [21 高知大改 A D 1 m.R B M x 0 1辺の長さがdの正方形の1巻きコイル ABCD を置く。 いま、斜面にそって下向きをx軸にとる。斜面上のx≧0 この領域には、面と垂直上向きに磁場があり,その磁束密度 の大きさはxの関数として, B=kx で与えられる。 こ ここでは正の定数である。 コイルの自己インダクタンス, およびコイルと斜面の間の摩擦力はないものとする。 重力加速度の大きさをgとする。 初めに、コイルの辺BCがx軸と平行で,辺AB と辺 CD の位置が,それぞれ, x=0 と x=dになるように置いた。 この状態から, コイルを静かにはなしたところ, コイルは辺 BCがx軸と平行なまま。斜面にそって下向きに動きだした。 辺ABが位置 xにあり,速さで運動している瞬間について,(1)~(6)に答えよ。答えの式 は,m,g, R, k, x, devのうち必要なものを用いて表せ。 (1) 辺ABの両端に生じている誘導起電力の大きさ V」を求めよ。 また, 電位が高いのは端A と端Bのどちらか答えよ。 (2) コイルに生じている誘導起電力の大きさ Vを求めよ。 Xxx dayRoux よって、 E=Bwx OPの電力の大きさV[V] とれるから V-12/Baw まるようになるか OPのである。 P(W) 抵抗で R に流れる電流の大きさ であるから 受ける力の式「F= (4)の向きが②だから、フレ 仕事率(W) は、 (7) Baw Ba 131〈相互誘導〉 2 AR ファラデーの電磁誘導の法則 比較する。 が流れているコイル <コイル」を貫く磁束のは、 SISL N₁ 電流が