力学 2物体の運動 選択肢まで辿り着けないので解説してくれるとありがたいです

(3)直線上の点0に静止していた小物体Aが, 時刻0 に大きさaの一定の加速度で同じ直線 上を動き始めた。その後,時刻tに点Oから小物体Bが小物体Aに向かって, 静止した状態 から大きさ2aの一定の加速度で動き始めた。Bが動き始めてからAに追いつくまでの時間 は 7 であり,BがAに追いついた時の位置は, 点0から距離 のところである。 8 7 の解答群 のt V2t V2 V2+1 5 V3+1 t 2 6 2 2 8 の解答群 3 3。 0 at? 2 at? 3) at? 2 2 (2+3/2)at 6(3+2、2)at° 6(5+/2)at°

(さ)で「v²ーv｡²＝2ax」は使えないんですか？

States along the AT. Cimbing ded hillides s from North Carolina bengamot (Georgia to southern h into Ontario, ich blooms berries adI cohosh, oeyedaisy,black-eyedSusan New England)。 bee balm (Georgia lo New York), touch-me-not, boneset. above other undergrowth, e by tubelar fowers of the deepest, of he carlier nowers will hv I I 図2に示すように、正の荷電粒子(質量m [kg),電気量q(C), q> 0)が, x 軸上を真っすぐ正の向きに運動してきて原点0を volm/s)の速さで通過した のち,点A, B, Cを通過した。x軸上の電位の様子は図3のように示され V とす。 る。A, B. Cのょ座標を, それぞれ xA, Xル, Xc とする。また,原点0を電位 の基準とし、図3中の1VaはAからBまでの電位を示す。 し x Cm) XcーXo 大二関 A m, 4, D, エh, エル, Ic. VEのうち, 必要なものを用いて,以下の各間に答 えよ。 図2 ?ng 二 例 OA 間/AB間およびBC間の電界の大きさを求めよ。 V(V)、 ある、(コ)粒子が OA 間で受けるカの大きさを求めよ。 離 ニ 濃 お ケ 粒子がAを通過するときの速ぎを求めよ。 AちAは Vg の JJS ケ 『個き端 H 日 粒子がAからBまで進むのに要する時間を求めよ。 (ス) 粒子がCを通過するときの速さを求めよ。 る本軍S / O 0 B C XA XB Xc 図3 T-Ed VE- Exe F. gVB eE Ma: 9.VE ズA XローXA ◇M2(750-24) mIA

(3)の解説の『C1の両端の電圧V1は、R2とR3による電圧降下の和 』という部分が理解できないので教えて頂きたいです。また、別の考え方でも解けるのであれば別解を教えて頂きたいです。

必解115)(コンデンサーを含む直流四) 抵抗 R,, R2, Rs,コンデンサー Cl, Ca, スイッチ Si, S2 および 電池Eからなる回路がある。R., R2, Rs の抵抗値はそれぞれ2R, 49, 68であり, Ci, Ca の電気容量はともに4uF, Eは起電力カが 12Vで内部抵抗が無視できる電池である。最初S; は開いており, S2 は閉じている。 (1) S, を閉じた瞬間に Re を流れる電流はいくらか。 (2) S, を閉じて十分時間がたったとき Re を流れる電流はいくらか。 (3) (2)のとき、C,に蓄えられた電荷はいくらか。 (4) 次に、S, とS2を同時に開き,十分時間がたった。 そのとき Cに加わる電圧はいくらか (5)(4)のとき、R,で発生する熱量はいくらか。 Ci が街の R2 光の3 らの条 こ S2 Ho R。 C2 える。 S」 "E 観測 図 ぞれ (東京重後1 2の ヒント 115〈コンデンサーを含む直流回路〉 ヒント)11 (1)「S」 を閉じた瞬間」→ コンデンサーは導線と考えてよい (2) 「S. を閉じて十分時間がたった』→ コンデンサーには電流が流れない (4) スイッチを開く前後で、 C」 と Caに蓄えられた電気量の和は保存される。 (5) スイッチを開く前後での静電エネルギーの変化量は, R.と R。 で発生する熱量に等しい。 (1) S,を閉じた瞬間には, Ci, Ca ともに電荷は0であるから C1, Ca に加わる 電圧はともに0である※Aや。よって, R2 を流れる電流を Ieとすると, E→C→R2→C2→Eの閉回路で 12=41z が成りたつ。ゆえに Ia=3A (2) 十分時間がたつと, Ci, Caには電荷がたまり, 電流が流れなくな る※B。このとき, Ri, R2, Rs には同じ大きさの電流が流れるので, これをI[A)とすると, E→R3- R2→R」→E の閉回路で を (3) 電 (4)b) (3)「Q=CV」 を用いる。 合※A Si を閉じた瞬間, 電 荷0のコンデンサーは導線と 同じ。 (1)電 用い の II 入で なる 導線 R。 12=21+4I+6I よって I=1A 1C2 (3) C」の両端の電圧 Vi は, R2 と R3による電圧降下の和だから Vi=4×1+6×1=10V よって, C」の電荷 Q. は Q=C.Vュ=4×10-6×10=4×10-5C (4) スイッチを開く前のC2の両端の電圧を Vzとすると, 前問と同様に II 導線 (2)電 I[F や※B 十分時間がたつと, コンデンサーは断線と同じ。 する V2=2×1+4×1=6V は - S, Szを同時に開いて十分時間がたつと, Ri, R2, R3 を流れる電 流は0となるので, Ci と C2に加わる電圧は同じになる※C←。これ をVとすると, 電荷が保存されるから C.V:+C2V2=(Ci+C)V 4×10-6×10+4×10-6×6=(4×10-6+4×10-6)V よって V=8V (5) S1, S2 を開く前に C., C2に蓄えられていたエネルギーWは R」 R2 てい フの I 2式 w-cv+Gw 合※ C 4μF (3)「P 十分時間がたった後に, C1, C2に蓄えられてい るエネルギー W' は Qi ラフ Q2 の組 消費 (4) 問 W' 4μF Ri. Rs で発生する熱量は, W-W'※D←であり, Ri, Ra は直列に接続され ているから, 発熱量の比は抵抗の比となる※E←。 ゆえに R」での発熱量は 一※D 減少したエネルギー が、2つの抵抗R」 と Ra で消 費される。 であ R (W-W)x- Ri+R。 の電 -(cm-a-(ccr) -(×4x10+×4x)-(伝×4×8+×x8 R」 ;X 介※E 抵抗での消費電力P は P=IV=RI? Ri+R。 (a) で 直列のときは電流Iが共通な ので,発熱量は抵抗に比例す 2 の =4μJ=4×106J 2+6 る。

(5)の電気量保存則でどうしてかかる電圧がともにEとなるんですか？

A (等号は Rーrのとき) E2 P=IV= (R+r) E2 R+2r+ R (R-+4r -の消費電力が最大になるとき 『R-=0 より P-V-RE T安+ャ RE VR R=r(QB中 このときの消費電力 Pは P=E 4r - 大第。 4CT,--5 そのときの R=r Q=CiV Q2= CzV2 T,:ER Rtr Vi+ V2=- R -E R+r -Qi+ @2=-(C,E+C»E)_1 ここで,Ci=C, Ca=4C とすると, ①, ②, @式より -CVi+4CV2=-5CE ブラフをかくときは, DAをこえないこと また、の式より V-RキャE-V これをの式に代入して-CV+4c(p8-v)--sCE る。 -E-V. R+r R R+re-V==-5CE これを解いて tp)e-9R+5rp ュ=1+5(R++) <E 5(R+r) R -E 9R+5r 4R+5r -E=- -E V2= 5(R+r) 5(R+r) 合※C Pの電位が負で P。 より低いので、は負の値 である。 R+r ゆえに,D, ②式より 4R+5r 4CE (C]#C* 9R+5r .. CE [C], Q2=ー可(R+r) Q= 5(R+r) 物理重要問題集 129 R」 4F plant to Craures y and August blow wing within the This is

物理の計算では、なるべく有理化した方が良いのですか？ 例えば、√1/2v²や√3/2ghなど

全体の電気量をQとして、C1とC2の電気量が等しいならそれぞれの電気量は1/2Qにならないのですか？

C3 102 図はコンデンサー Ci, C», Cg (電気 容量はそれぞれ C, 2C, 3C), 電池(起 電力V)およびスイッチ Si, S:と抵抗R からなる回路である。最初,スイッチは どちらも開いており, いずれのコンデン C」 C2 R S2? Si? サーにも電荷はない。 V I.まず, スイッチ S, を閉じ, C, と C。 とを充電した。 (1) Ciに蓄えられる電気量はいくらか。 (2) C» にかかる電圧はいくらか。 I. 次に, S, を開いてから, S. を閉じ, 十分に時間がたった。

なぜ温度が等しくなるのですか？

4. 以下の設間の解答を所定の解答欄に記入せよ。 解答中に分数が現れる場合は既約 分数で答えよ。なお, 導出過程は示さなくてよい。 熱を通さない断熱材でできた内側の断面積Sのシリンダー容器(以後, 容器と 呼ぶ)がある。気体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (A) 図1のように容器を鉛直方向に固定し, 熱を通す透熱材 (熱をよく通す素材) でできた熱容量の無視できる質量 Mのピストンを容器内側の中央に設置して, ビストンの上側と下側にそれぞれ1 mol ずつ(合わせて2mol)の単原子分子の 理想気体を入れた。 ピストンで密封された上側と下側の理想気体の圧力, 体積, 温度はともに等しく,その圧力を P。体積をV%温度を T, とする。この状態 を状態1とする。/ 次に状態1で容器の中央に設置されていたピストンの固定を外すと,ピストン は鉛直下方にゆっくりと距離aだけ移動して静止した (図2)。この過程におい て,ピストンで仕切られた理想気体は常に平衡状態に達しており; ピストン上側 の理想気体の圧力はP, 体積は Vで, ビストン下側の理想気体の圧力は P, 体 ん 積はVらであった。この状態を状態2とする。なお, ピストンと容器の間に摩擦 力はなく,ピストンは鉛直方向になめらかに動くことができる。また, ピストン と容器のあいだに隙間はなく, ピストンで仕切られた理想気体は反対側に漏れ出 品。 ることはないものとする。

物理の単振動の問題です。 (ウ)はどういう状況なのか理解できないので教えていただきたいです🙏

2021年度 のように の方向へdo 次の問題の口 の指定された欄開にマークしなさい。 (34点) 図1に示すように,水平面に対して角度0[rad) だけ傾いたなめらかな斜面上に台車Aと台車Bがあ る。台車Aは斜面上を動かないよう手で支えられて いる。また,台車Bは斜面上の壁に下端が固定され たばねの上端に取り付けられ,っりあって静止して いる。台車Aは斜面上の台車Bよりも上の位置にあ り,高低差はh[m] である。以下の問いでは, 台車 Aと台車Bの大きさ,ばねの質量は無視できるもの とする。また, 台車Aの質量はMA [kg], 台車Bの 質量は mB [kg], ばね定数は「k[N/m], 重力加速度の大きさをg [m/s°] とする。 (1)台車Aから静かに手をはなすと台車Aが台車Bに衝突した。台車Aが台車Bに衝突する直前の台車Aの 速度の大きさは7) ][m/s) である。台車Aと台車Bが完全非弾性衝突し, 台車Aと台車Bは一体とな り運動を続けたとする。このとき, 衝突によって台車Aおよび台車Bの力学的エネルギーは け失われる。一体となった台車は,斜面上で単振動をした。衝突の瞬間から単振動の半分の周期だけ時間 が経過したとき,ばねは自然長から 長での位置と一致するとき, hは) [m/s] である。 の中に入れるべき正しい答を解答群の中から選び,その番号を解答用マークシート 台車A 台車B ばね定数k 壁 上水平面 の 図1 (イ) (J]だ (ウ)][m]だけ縮んでいる。単振動したときの最高点がばねの自然 (オ) [m)と表せる。また, 台車の速度の大きさの最大値は (ア)の解答群 0 gh 1 2gh gh 2 3 2/gh h 2 4 2 MA -gh ma+mB 2mAmB 2 MA+mB 2m。。 3 MA+mB (イ)の解答群 MAMB -gh MAtmB 0 1 -gh gh 2 MA MAMB 2 mA 1gh MAMB 4 2(ma+mB) Joh 5 6 2(ma+ma)9h. 2mBgsin0 k 7 4(ma+n mB) 4(ma+mB)9n (ウ)の解答群 mBgsin0 k (ma+ma)gsin0 2(ma+mg)gsin@ 73 0 1 2 k k (2ma+ma)gsin@ 5 (ma+2ma)gsine 6 2(mg-ma)gsin0 4 k k (2ms-ma)gsin0 k 7

高校物理のバネと小球が台の上にある問題です 6cの問題の答えの求め方が分かりません どなたか解説よろしくお願いします🙇‍♂️

6 自然長 小球 m (kg) L (m) k (N/m) [ストッパー 台 m (kg) なめらかな水平面に質量 m [kg). の台があり、左側をストッパーで止め、台が 左側に動かないようにしておきます。台の上面はなめらかで、そこに質量 m (kg) の小球を置き、台と小球をばね定数 k (N/m) のばねでつなぎます。ばねが自然 長からL [m〕 だけ伸びた状態で、台と小球を静かに放します。 |2 (6a) ばねが自然長になるまでの間の台の動きとして正しく記述しているものを の~のから選び、塗りつぶして下さい。 のずっと動かないまま静止している。 2右側に等速で動く 3 右側に加速する。 の はじめ右側に加速するが、途中から減速に転じる (6b) ばねが自然長になった瞬間の小球の速さとして正しいものを①~ から 選び、塗りつぶして下さい。 2kL kL kL 2kL |2k 3 L k 月の 6 の当 の当。 2L のL 2m 2m m m m m m m (6c) ばねが最も縮んだ瞬間のばねの縮みの長さとして正しいものを①~③ 選び、塗りつぶして下さい。 V6 V6 L 8 2 V2 VZ L S 2 L O L L L 6 6 2 07の

この式を有理化して9.8✖️1.41にしてたら答えが合わないのですがなんでですか？ 有理化せずにやっても13.985にはならず答えが出ません 。教えてください

設間1 図のように、 平らな床面の上に据え付けられた。横から見ると直角二等辺三 角形の形をした台と、 質量m [kg]で大きさが無視できる物体 S がある。この とき、以下の間1と間2に答えなさい。ただし、重力加速度g= 9.80m。 m= 0.400 kg とする。必要であればVZ = 1.41, VS = 1.73, V5 = 2.24 を 用い、有効数字3桁で答えなさい。 物体s L (m) 45" Q 問1 斜面 PQ上のQからL回]離れた点Tに物体Sを静かに置いた。台と物体 の間の摩擦は無視できるものとする。 S (1)このとき,物体 S にかかる力の方向と大きさを解答紙の図に書き入れな (2) この状態から物体 S は斜面 PQ 上をQの方向に滑って行き, 滑り始めて から2.00 秒で床面に着いた。Lm]の長さを求めなさい。 一般選抜 [理科斗]物理 設問1 問1 (1) 台からの抗力g/V/2 物体S. 重力 mg 45 (2) 物体のPQ方向の運動方程式は, 加速度をa とすると、mg sin45° = ma, a=g/ V2 この加速度でt=2.00秒間に移動する距離は、 1/2·a」=D13.995 よって, L=D13.9 (7