ここの範囲の知識ゼロの人に教えるぐらい易しく教えてください。お願いします。

物理 問4 振幅 A の正弦波がx軸の正の向きに進んでいる。 図3は、 縦軸に媒質の 変位y,横軸に位置x をとって, 時刻 t = 0 における波形を表したグラフで あり lは正の定数である。 この波の周期をTとするとき 時刻 t における位置 xの媒質の変位yを 表す式として正しいものを,後の①~⑥のうちから一つ選べ。y= 4 YA t=0 波の進む向き A -2l A 図 3 20 3l XC 18

(7)の答えが4になる理由がわかりません。 教えてください！

問4 次の文章中の空欄 7 8 に入れる語句または式として最も適 当なものを、それぞれの直後で囲んだ選択肢のうちから一つずつ AY 選べ。 水平でなめらかなxy平面上のx>0の領域に, 1辺の長さがⓐで1巻き の正方形の軽いコイルを置く。 コイルは変形せず,コイルの一つの辺には小 さくて軽い直流電源が取り付けられている。 図5のように,長さLの軽く て伸び縮みしない絶縁体のひもの一端をx軸の原点Oに固定し,ひもの他 端をコイルの一つの辺の中点Pに付ける。xy平面を含む空間において,磁 東密度の大きさBが比例定数6 (b > 0) を用いて B = bx と表される磁場 (磁 界)をx>0の領域に加えたところ、コイルに流れる電流が磁場から力を受 けて,x軸上でひもが張った状態でコイルは静止した。 このとき,コイルの 各辺はx軸, y 軸のいずれかに平行で, コイルには大きさの電流が図中の矢 印の向きに流れていた。 ただし, コイルに流れる電流による磁場の影響は無 視できるものとする。 ひもが張ってコイルが静止したことから,加えた磁場の向きは, ①xy 平面に平行で、y軸の正の向き xy 平面に平行で, y 軸の負の向き 7 ③ xy平面に垂直で、紙面の表から裏に向かう向き ④ xy 平面に垂直で、紙面の裏から表に向かう向き であるこ とがわかり、ひもが点Pでコイルを引く力の大きさは、 ① Iba ② Iba(2L+α) 8 である。 Iba (2L-a) ④ 2IbaL YA 2 B 直流電源 コイル ひも P L 図5 a a x

1番の問題です。 熱容量はC＝mcなのに解説では140と4.2がかけられたものがあるのかが分かりません。 教えてください🙇🏻‍♀️՞

基本例題 41 熱量の保存 213,214,215,216 解説動画 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 40g 180g 140g 47°C 31°C 27°C (2) さらにこの中へ、 図2のように, 100℃ に 図 1 図2 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。 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)=(140×4.2+C)×(31-27) これを解いて C=84J/K (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)

3番の問題です。 解説の右側にあるvを変えるとrの値も変化するもあるのですがなぜですか？

(3) このばねのは 156 円錐容器の内側での等速円運動 内面がなめらかで すりばち形をした器の中で, 質量mの小さい物体がすべりなが ら、水平面内の等速円運動をしている。 円錐の母線が水平面と なす角を 0, 重力加速度の大きさをg とする。 (1)円運動の速さと軌道の半径の関係を求めよ。 (2) この円運動の周期Tをg, r, 0 を用いて表せ。 (3)円運動の速さを2倍にしたとき,円運動の周期は何倍にな 例題 35,169,170, 174 るか。

1番の問題です。 tanθを求めるとこまでは分かったのですがそこからどうやって速さを求めたのかが分かりません。 教えてください

ここがポイント 156 円錐容器の内部で等速円運動している物体には,面からの垂直抗力と重力の2力がはたらいている。 この2力の合力が, 向心力のはたらきをしている。 この合力は、 水平方向で円の中心を向く。 具体的に 力を求めるには、 鉛直方向と水平方向に力を分解する。 鉛直方向は力のつりあいが成りたち, 水平方向 の分力は等速円運動の向心力となる。 解答 (1) 物体にはたらく垂直抗力をNとする。 垂直抗 力の鉛直成分と重力はつりあっているので Ncos0-mg=0 1 別解 N Ncos 6/ m 向心力人 INsin O また,水平方向の分力が向心力のはたらきをし 左向き ているので mg mg v2 r よって, 上の2式より m=Nsine 物体とともに回転する立場で 考えると, 垂直抗力と重力 sin v2 tan0= = cos gr ゆえにv=gtan (2) 周期の式 「T= 2mr」より (5) T=- 2лr √grtan r == -=2π gtan0 (3) (1) の結果より r= v2 gtan 遠心力の3力がつりあい、 体は静止しているように見 力のつりあいの式は EJNcose-mg=0 Nsino-m=0 注 r 「T=2xr を2倍にしたとき、 1/2倍としてはならない これより,速さを2倍にすると軌道の半径 よって(2)の結果より, rを4倍にすると周期 は4倍になる。 は2倍になる。 を変えると の値も変 ることに注意する。

2番の問題がよく分かりません。 解説してください

基本例題 36 鉛直面 図のように、なめらかな斜面と半径rのなめらか な半円筒面が点Aでつながっている。 質量mの小 球を,点Aからの高さんの斜面上の点Pで静かには なしたところ, 小球は面にそって運動し, 最高点B を通過した。重力加速度の大きさをg とする。 (1) 点Bを通過するときの小球の速さを求めよ。 PP STA h P (2)点Bを通過するために, hが満たすべき条件を求めよ。 指針 最高点Bで受ける垂直抗力が0以上であれば,小球は点Bを通過できる。 解答 (1) 点Aを重力による位置エネルギーの 基準とし, 点Pと点Bの間で力学的 エネルギー保存則を立てると 0+mgh=12m+mg・2r よってv=√2g(h-2r) (2) 点Bで小球が円筒面から受ける垂直 抗力の大きさをNとする。 小球とと もに運動する観測者から見ると,点 Bにおいて小球には重力, 垂直抗力, 遠心力がはたらき,これらがつりあ っている。 したがって 2 m-N-mg=0 よって N=m_v2 r mg 2g(h-2r) =m r 0 ゼロ B m B V mg N -mg 0 =(2-5) mg N≧0 であれば,小球は A r N=(2h-5)mg =(275) mg20 ゆえに≧/2/2 面を離れずに点Bを通過できる。 したがって 5

3番の問題です。 左の式は物体の運動エネルギーなのに右辺は物体と斜面台が合わさってるのは何故ですか？

物 149 物体と動く台との運動 床 M 図のように, なめら かな斜面をもつ質量 Mの斜面台が, なめらかで水平な 床の上に静止している。 この床の上を質量m(m <M) の物体が速さで斜面台に向けて移動し, 斜面を途中ま 上り、再び床の上にもどる運動を考える。 重力加速度の大きさは g とする。 物体が最 高点に達したときの水平面からの高さをH,そのときの斜面台の速さをVとする。 床 と斜面台の間に段差はなく, 物体はなめらかに斜面台上に移動し、 斜面台から離れずに 斜面にそって運動するとする。 また, 物体と床および斜面台, 床と斜面台の間の摩擦は なく, 物体や台の運動はすべて図に示される鉛直面内で起きるものとする。 次の問いに 答えよ。 (1) 物体が最高点に達したときの斜面台の速さVをm, M, v を用いて表せ。 (2) 物体が最高点に達したときの物体と斜面台の運動エネルギーの和をm, M, vを用い て表せ。 (3)高さHをM, m, v g を用いて表せ。 (4) 物体が床の上にもどったときの斜面台の速さ V1 と物体の速さを, それぞれ m, M, v を用いて表せ。 [18 工学院大 改]

2番の問題で反発係数が０より大きくなることはわかりますが 4.2に－をつける理由はなんですか？

ボールと床との衝突では,反発係数の式「e=-」を用いる。 答 (1) 衝突直前の速さは,自由落下の式「v=2gy」より ひ²=2×9.8×1.60 よってv=5.6m/s 衝突直後の速さ v2 は,鉛直投射の式 「vo2gy」 より 02-022-2×9.8×0.90 よって v2=4.2m/s (2)反発係数は「e=-」 2」より e=- -4.2 -4.2 =0.75 5.6 (3) 運動の対称性より,落ちてきて床に当たる直前の速さも 4.2m/sであ る。よって, はねかえった直後の速さを vs とすると ひ= v3= (0.75×4.2) m/s ここで, はね上がる高さんは,鉛直投射の式 「v2-v=-2gy」 より 02-(0.75×4.2)²=-2×9.8×h 1 よって h'=0.506・・・≒0.51m ここがポイント! 保存 1 別解 「'= h’=0.752 x 0.90

1番の問題です。 2行目にある式が＝0になる理由を教えてください

138 重心の運動 なめらかで水平な床上に質量mで長 さがlの一様な板 ABが置かれている。 この板上のA端に 乗って静止していた質量 2mの人がB端へと歩く。 図のよう に床面にx軸をとり, 静止していた板のA端を原点とする。 A 0 (1) 人が板上を,床に対して速度で歩いているとき, 床に対する板の速度 V を求めよ。 (2)人がA端にいるとき,人と板とからなる物体系の重心の位置 x を求めよ。 (3)人がB端に着いたときの人の位置を x,板のA端の位置をx2とする。このとき人 板とからなる物体系の重心の位置 xc' を x1 と x2 を用いて表せ。 (4) x1, x2 をそれぞれを用いて表せ。 143 静止 衝突 (1) (2)

解いた後の問題で汚く見づらくすみません 動滑車でこのように4パターンある時にいつ慣性力で考えた方が楽になるのかが見分けがつきません。（左二つは慣性力なしで考えるのはわかります） 右二つは慣性力の解法で習ったのですが私は始め慣性力なしで解こうとしました。慣性力なしでの解法と、... Read More

A 1 T TH T ↓ x おもりおもり2 mg 5mg. 図1 A 3mg 2m ↑ B. .da. mg 2mg 図2 g 1 T A 2m ngyang 図3 200 mf B ・2T mg 2mg 図 4 3m おもり3 3mg