物理の熱力学の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

68 第2章 熱と気体 *** 50 16分･8点】 基 TXXXO お茶の冷まし方について考えよう。 問1 次の文章中の空欄 1 2 に入れる記号として正しいものを一つずつ 選べ きゅうす 急須に入った熱いお茶を, 二つの湯飲みを用いて冷ましたい。 ただし、二つの湯 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。 次の二つの方法を比べてみ よう。 方法A: 図1のように, 全量を一つ目の湯飲みに入れたあと, 二つ目の湯飲みに 移す。 方法B: 図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み にまとめる。 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量Q と, 方法Bで空になった湯飲みが受 け取った熱量の関係は, QA 1 QBであり, 方法Aで冷ましたお茶の温度 2 TB となる。 ただし, T, と, 方法Bで冷ましたお茶の温度 TB の関係は, TA これらの過程では、お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし, 湯飲み以外への熱 の流出は無視できるものとする。 1 2の解答群 方法 A UU 図1 J.ALE 方法 B 60 図2 問2 次に,空気中への熱の放出によるお茶の温度変化に T* ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T であったが, To しだいに冷めていき, やがて室温 Tになった。 図3は との間の温度変化を示す。 お茶が,時刻 0から1までの 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 T なものを一つ選べ。 Q₁ ① で 0 Q₁ 0 t 0 2 0 Q↑ 0 0 §1 熱と温度 図3 3 69

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44 第1編■運動とエネルギー ADに あるから、接 床 を用いると 応用問題 88 動く板の上での物体の運動 図のように,な めらかで水平な床の上に質量2Mの直方体の物体A があり, その上に質量Mの直方体の物体Bを置いた。 物体Aに大きさFの水平な力を加え続けたところ, 物体A, Bは一体となって動きだし た。 物体AとBとの間の静止摩擦係数をμとし,重力加速度の大きさは 」 とする。 (1) 物体Aの床に対する加速度の大きさはいくらか。 (2) 物体Bが物体Aから受ける摩擦力の大きさはいくらか。 (3) 次に,物体Aに加える水平な力を大きくしたところ,その大きさが値 F をこえると 物体Bは物体Aの上ですべった。 F はいくらか。 [17 近畿大 改] 78,79 m 89 動く板の上での物体の運動 右の図のように, 小物体 質量mの小物体が質量Mの大きな板の上にのっている。 板 Vo B A リード M CQ QA リード D 91 動滑車 物体Bを図 物体Aを床 方に位置し 物体Bは① 滑車の質量 る。 (1) 物体A- B. (1)の運 物体 92 24 mの台車 数々)で

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があり,その上に質量Mの直方体の物体Bを 物体Aに大きさFの水平な力を加え続けたところ, 物体 A,Bは一体となって働きた た。物体AとBとの間の静止摩擦係数をμとし,重力加速度の大きさはgとする。 (1) 物体Aの床に対する加速度の大きさはいくらか。 (2) 物体Bが物体Aから受ける摩擦力の大きさはいくらか。 (3)次に,物体Aに加える水平な力を大きくしたところ, その大きさが値Fをこえる。 物体Bは物体Aの上ですべった。 F はいくらか。 [17 近畿大改] 78,79 Vo 物体Bは 滑車の 89 動く板の上での物体の運動 右の図のように, 小物体 m 質量mの小物体が質量Mの大きな板の上にのっている。 板 小物体と板との間の動摩擦係数をμとし, 板と床との 間の摩擦を無視する。 時刻 t=0 において, 小物体に右向きの初速度 vo を与えると, 板 も同時に動き始めた。 右向きを正の向きとし, 重力加速度の大きさをg とする。 (2) 板の加速度Aを求めよ。 (1) 小物体の加速度 α を求めよ。 (3) 小物体が板に対して静止するまでの時間 t, その間に小物体が板に対してすべる距 離l を求めよ。 ➡80, 81, 82 M る。 (1) 物 B, (2) (1 物 (8) 92 m 数 ね E

(5)を少し変えた問題で、小物体が点OからPまで運動する間に、重力がした仕事と弾性力がしたら仕事の求め方を教えてほしいです🙇‍♂️

II. 図 5-2 のように, ばね定数kの軽いばねの一端を天井に固定し、他端に質量mの小物体を付 けて鉛直につるして静止させた。このときの小物体の位置を点Oとし,重力加速度の大きさをg とする。 26 (201²- 260² kasug S TE 自然長 ing P 図 5-2 T 1 1 1 1 1 1 Ik qa². ='ha ² 2k40²- žlhaz IS 1 2 kaz Elaz O (3) 点0の位置のばねの自然長からの伸びをaとする。 a を m, k, gで表せ。 うに うに うに 次に, 小物体に手で力を加えて点Oから4だけ下の点P まで引き下げた後に, 点P で静かに手 を放した。 以下の問いでは, 立式にaを用いてもよいが、 最後の答えはm, k, g から必要な文字 学的エネルギーの変化 を用いて表せ。 小物体を点OからPまで引き下げる間に手がした仕事を求めよ。 (5) 小物体が点Pから0まで運動する間に,重力がした仕事と弾性力がした仕事を求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて, 小物体が点Oを通過する瞬間の速さを求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて、 小物体が達する最高点におけるばねの自然長か らの伸び (縮み) を求めよ。

このやり方で答え合わなかったのですがどこの部分が間違ってるか教えてほしいです

[解] 右のように電位を割り振る。 電x 〔V〕の孤立部分について 10(x-100)+20(x-40)+30(x-0)0 電位 B + 100V A x=30 .. V-100-30-70 (V) QL=20×(30-40)-200[C (別解) スタンダードな解法を用いてみる。ま ず、各コンデンサーの電気量をQ., Q2, Q [C] とし, 電圧 V1, V2, Va 〔V〕 とす る。 +、-の配置は適当に決めておけばよ い(もし違っていたら, Q や V の値が負でで Ⅱ コンデンサー **** HH OV Q. 1 B V₁ 電位 + 40V 基準は適当に決める。 なるべく電位の低い 所をとるとよい。 V₂ Qa tv₂ ET a Q2 100V 59 Q,=10V...... ① Q220V/2.... ② Qs=30V ③ 孤立部分の電気量保存より (Q,) + Qz+Q=0....... ④ - さらに, 2点の電位の差より (極板の + - に注意して電位の上がり下がりを 調べることにより) aとb (a→ba→c→b) d 40V 100=V3 + V1 aとc (aca d→c) Vs = 40+ V2 .⑥ これで未知数6個に対して, 式が6個でき, 連立方程式が解ける。 ①, ②, ③ ④ に代入して -10V1 +20V2+30Vs = 0 … ⑦ ⑤, ⑥,⑦の連立を解くと V1=70 [V], V2=-10 〔V〕, V3=30 〔V〕 図より 20μFの左側の極板は +Q だから +Q2=20V2=-200 [μC] 「電位による解法」 がいかに速く解けているか, よく味わってほしい。

⑶の問題でt＝0で考えれるのは何故ですか？

問題 まぶで 03 mo) 物理基礎 ( うく 物体B 相対速度·相対加速度 物体A 図1のように、一直線上で運動して いる物体AとBがある。時刻t3D0に おいて、物体AとBは4.0m離れてい て、ひーtグラフ (図2)のような等加速 度直線運動をしていた。 ある時間後, 物体AとBは衝突した。 ただし,速度 と加速度は右向きを正にとるものとす -4.0m- 図1 2 物体A 0 る。有効数字2桁で答えよ。 (1) 時刻t= 0において, 物体Aに対 [m/s] -1 物体B -2 するBの相対速度はいくらか。 (2) 物体AがBに衝突するまでの, 物 体Aに対するBの相対加速度はいくらか。 B) 物体AとBが衝突するまでの時間はいくらか。 1 2 経過時間[s) 図2 ーtグラフ VA 物体AとBが衝突する直前の相対速度の大きさはいくらか。の く弘前大) 運動!ている細洲セふ 日 .と 1 速度 =

解説を読んで(1)(2)までは理解できました。 (3)の加速度うんぬんの話で理解不能です。 運動方程式を立てる時の加速度、時間を求める公式の時の加速度、最終的な答えを導く際の加速度が統一されず分かりにくいです。 わかりやすく解説していただけませんか？

23。《滑車と物体の運動) 天井 滑車Q 糸3 次の設問に答えよ。 (A] 図1のように,質量 mの物体Aと質量5m の物体Bを糸 1で結び,滑車Pにつるす。さらにこの滑車Pと物体Cを糸2 で結び,天井から糸3でつるされた滑車Qにつるす。 (1) 物体 A, 物体Bおよび物体Cを同時に静かにはなしたとき, 物体Aと物体Bは動きだしたが,物体Cは静止したままであ った。物体Cの質量はいくらであったか。数字ならびに m, gの中から必要なものを用いて答えよ。 (B] 次に,図2のように, 物体Aと物体Bを同じ高さに固定し、 図1の物体Cを糸2から取り外す。 その後,糸2の右端を一定 の大きさFの力で鉛直下方に引くと同時に, 物体Aと物体Bを 静かにはなすと,滑車Pは上昇した。物体の運動中に, 滑車ど 滑車P、 うしの接触や物体と滑車の接触は起こらないものとする。 数字 計 ならびに m, g, F, dの中から必要なものを用いて次の設問に 答えよ。 滑車P 糸2 糸1 物体B 物体A一 物体 m 5m 図1 天井 糸3 滑車Q、 0 糸1 物体B- 物体A m 5m (2) 物体Aと物体Bを静かにはなした後の,糸1の張力の大き さはいくらか。 図2 参張フ 3)物体Aと物体Bの高さの差がdになった瞬間の物体Aの速さはいくらか。 [19 九 -O

高校物理 力学 下の写真の問5についてなのですが、 式を立てるときに、初速度（点Pbでの速度）が水平右向きの速度ですが、なぜ斜面方向での初速度ではなく水平右向きの初速度を斜面である点PbR間でつかえるのですか？ 長ったらしくて申し訳ありませんが、よろしくお願いします。

2020年度 物理 29 千葉大一理系前期 ンょり、つなぎめの長さは短く, 無視できるものとする。なお, 必要があれば次 の三角関数に関する公式を用いてよい。 sin(a + B) = sin α cos β + cos a sin B cos(α + B) = cos a cos B - sin a sin B 小球 肌 0 P Qa L レール A 小球さ) きる消すさ 0B る 問 の さ 0 0 Ps) QB 0 R 10 L L 2 2 L レールB 図 はじめに,レール A上で, 水平部分からの高さがPaR間の高低差んと同じで ある点0。で小球を静かにはなす。

この問題の(3)で(2枚目にあります)式を立てるときに水の熱量について考えていない理由が分かりません。 (水の熱量)=(3つの球の熱量)+(潜熱)ではいけないのですか？

129.熱量の保存 との間で熱のやりとりはなく, 容器自体の熱容量は無視できる。また液体の水の比熱を 4.2J/(g-K)とする。 温度を -60°℃に保った同等な小球を多数用意し, 1個ずつゆっくりと容器内に入れ ていった。小球の質量は30gであり,小球を1個入れるたびに容器内が熱平衡に達す るまで十分待つとする。 以下の問いに有効数字3桁で答えよ。 1個目の小球を入れると, 容器内の温度は 12°℃になった。小球は単一の物質からな り.比熱は常に一定だとすると,その物質の比熱はいくらか。ただし,比熱の単位を ● 容器の中に温度30°℃の水 100gが入っている。容器の中と外 J/(g-K) とする。 (2) 2個目の小球を入れると, 容器内の温度は何°Cになるか。

(2) A→Bの過程で気体が外部にした仕事の求め方が分かりません。 定圧変化なのでW=pΔVより、 3p₀×(3v₀-v₀)=6p₀v₀ になると思ったのですが、答えは2RT₀となっています。 回答はあるのですが解説が無いです。ぜひ回答お願いします🙇‍♂️🙏

1 mol の単原子分子理想気体を容器の中に封入し, 圧力p と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化させた。 C→Aは温度T。の等温変化であり,その際気体は外部へ熱量 3pol Q。を放出した。次の量を, To, Qo, および, 気体定数 Rのう 1. p1 A B ち必要なものを用いて表せ。また, 問いに答えよ。 (1) 状態 Bの温度 T。 C (2) A→Bの過程で気体が外部にした仕事 WABと気体が吸収 した熱量QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収 0 V。 3V。 V した熱量QEC (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WcA 問 Q=1.1RT, のとき, 1サイクルの熱効率 eを有効数字2桁で求めよ。