物理の熱力学の問題です。 分かる範囲で良いので教えて下さい🙇

(月) 間4 過程Vでは、まず加熱装躍で気体に熱を加えながら温度が一定になるようにピストンを ゆっくり動かして状態Aから状態E(圧力p(ただし、か> p). 体積V,,温度 T)まで変 化させ、その後ピストンを固定して冷却装置により気体が熱を放出することにより状能E |3| 図1のようになめらかに勤くビストンがついたシリンダーに1モルの理想気体が入っている。 このシリンダーとビストンは断熱材でできており,シリンダー内には加熱·冷却装置が取り付け られている。この装置でシリンダー内の気体を加熱することにより気体は熱を吸収し,この装置 で気体を冷却することにより気体は熱を放出することができる。理想気体の内部エネルギーはそ の体積に依存せず、気体分子の数と絶対温度Tのみで決まる。この理想気体の定積モル比熱 Cy や定圧モル比熱 C,は,この問題で考える温度範囲では温度によらず一定である。気体の圧力p から状態Cまで変化(定積変化)させる。 (1) 過程Vを表す曲線の概略をャ-V図に描け。 (2) 過程V全体で気体が吸収する正味の熱量をQw とする。上記の4個の過程で気体が吸収 と体積Vの関係を表した図2ゆーV図)を参照して、以下の間いに答えよ。ただし,気休定数は する正味の熱量(Q, Q, Qu. Qw)の大小関係を不等式で表せ。また。その求め方を説 Rとする。配点 30 %) 明せよ。 問1 加熱·冷却装置を動作させずに、状態A(圧力p.体積V,温度T)からビストンを シリンダー ゆっくり動かして気体の体積を増加させると、気体の圧力は単調に減少して状態C(圧力 p。体積『2(ただし、V;くVa),温度 T)に達する。この変化を過程1とする。この過程 Iは断熱変化であるため,気体が吸収する熱量Q:は0になる。この過程1で気体が外部に ービストン する仕事所を求めよ。 理想気体 状態Aから状態Cに達する過程として、過程I以外に3通りの過程を考察する。 加熱·冷却装置 問2 まず過程Iについて考える。 程Iでは,始めに加熱装置で気休に熱を加えながら圧力を 図」 一定に保ちつつビストンをゆっくり動かして状態Aから状態B(圧力か,体積V2. 温度 T)まで変化させ. その後ビストンを固定して冷却装置により気体が熱を放出することによ り状態Bから状態Cまで変化(定積変化) させる。 p. A(T=TA)1 B(T=T。) p」 (1) 状態Aから状態 Bまで変化したときの気体の内部エネルギー変化 AUanを Crを用いて 表せ。 (2) AUAn を熱力学第1法則を用いて求め, Co. pu Th, Tu, Vi, Vaを用いて表せ。 1 (3) CrとC, の間には, C, - Cy=DRの関係がある。 (1)と(2)の結果を用いてこの関係を求 めることができる。 その求め方を示せ。 4) 過程Ⅱ全体で気体が吸収する正味の熱量(気体が吸収する熱量から, 放出する熱量を引 ID(T=To) |C(T=T) いたもの)をQ とする。 Q」 を Cr. R, Ta, TB, Teを用いて表せ。 1I 0 V」 V。 間3 過程山では, まずビストンを固定して冷却装置により気体が熱を放出することにより状態 図2 Aから状態D(圧力p. 体積V. 温度Tp)まで変化(定積変化) させ, その後加熱装置で気 体に熱を加えながら圧力を一定に保ちつつピストンをゆっくり動かして状態Dから状態C まで変化させる。過程Ⅱ全体で気体が吸収する正味の熱量をQ日 とする。このQe とQaの 大小関係を不等式で表せ。 ○M16(587-95)

(1)(2)は投げ上げなので図の下に書いてあるAとBの式を使って解くというのがわかるのですが(3)(4)(5)は最高点から自由落下をすると思うのですがAとBの投げ上げの式で解くのはなんでなのでしょうか？自由落下の式で解いてみても答えが違うため気になります。

地面からの高さがん [m] の地点から, 鉛直上向きに初速度。 [m/s] でボールを投げた。 加速度の大きさはg [m/s°] とする。 (1) ボールが最高点に達する時間は, 投げ上げてから何秒後か。 (2) ボールの最高点の高さは,投げ上げた地点から何mの高さか。 (3) ボールが投げ上げた地点を通過するのは, 投けげ上げてから何秒後か。 (4) ボールが地面に達するのは, 投げ上げてから何秒後か。 (5) ボールが地面に達する直前の速さはいくらか。 V20) 1O Vo. (1) ①でV-0として 0100) 0:0-gt. 95 f のをんス V6° Vo 9 -h (2)Kt.と Vo Yla 壁 -① 1:16t-ザ-⑥ 3.16. Vo 28 m 4 (3) ①です:0として 0: 1ots- 3813 1:1 (6-号1) V6 0 -0 13: 216 95 2 24. ーh O

この問題を教えてください！

x軸の正の向きに速さ Vで進む正弦波がある。図は,時刻t=0における媒質の変 18分1 *第47問 次の文章を読み,下の問い(問1~3)に答えよ。(配点 19 O 左会の 位yと位置xの関係を表している。 点 さるす の >x 3a |0 2a a 合 十線人 方の点を は と半になる。 問1 時刻tにおけるyとxの関係を正しく表した式を,次の①~③のうちから一 つ選べ。 1 の の い π T 0 y=bsin-(x-Vi) 2 y=bsin-(x+Vi) 千の米 a a 2元 2元 3 y=bsin (x-Ve) の y=bsin( (x+Vt) a a はその T 6 y= -bsin(x-Vi) ⑥ y=-bsin (x+Vt) か Usin (x+V2) a a y=-bsin (x-Vi) 2元 ③ y=ーbsin "(x+Vi) 2元 (x+V}) 合 k10 a a

(3)のア〜カで、nの値をどう決めてるか分かりません。教えていただきたいです。

(2) 図bのように一定速度っで上昇しているときの 力のつり合いより、 電気力 qE qE=mg+kru。 =kru,+ krv2 (: ①) kr(o,+ u) 標準 10分 E チェック問題 (2 ミリカンの実験 油滴が空気中を運動するときの抵抗力の ゆてき |●油滴 大きさfは、球の速さゃと半径rに比例し, 比例定数んを用いてf=kruと与えられる。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 密度pの油滴が一定の速さ,で落下し た。この油滴の半径rを求めよ。 (2) 次に(1)の油滴に正の電荷qを与え上向きの電界Eを加えた ら一定の速さめで上昇した。 このとき電荷qをひ, U2, E, k. p, gで表せ。 (3) qの値をいくつかの油滴について測定すると次のの~の のような数値を得た。 (単位は10~C)電気素量eを推定せ よ。ただし, 各データはeの12倍以内であるとする。 V」 q= E mg E UitUz 3k' kru2 V2 4 E V4Tpg +q 図b これで、油滴が帯びている電気量qを測定できることになったね。 いきなりデータが与えられても, どう扱えばよいのやら… 19)各データのqは電気素量eの自然数n倍になっているはずだね。そこで. 電気素量をe[×10 "C)として, 各データをexnの形に仮定して、 eの ① 7.90 値を求める。 の 1.69 3.28 4.97 の 1.69=e×1 . e=1.69 12.8 カ 15.6 3.28=e×2 e=1.64 4.97=e×3 . e=1.66 解説 7.90=e×5 . e=1.58 12.8=e×8 . e=1.60 (1) 図aのように一定速度、で落下しているときの力の つり合いより, 抵抗力 kru、 カ 15.6=ex 10 .". e=1.56 kru,=mg…① V」 ので1.69=e×2, ④で3.28=ex4はダメですか? ここで, 油滴の質量mについて mg ピxp するとので 15.6=ex20 となって n<12 に反してしまうからダメだよ ここでの~のの平均をとると。 -=u 図a 体積 密度 (1.69 + 1.64 + 1.66+1.58+1.60+1.56) +6=1.6216…キ1.6 より。 よって,求める電気素量の値は 4 kru、 -nrp×g e=1.6×10-19(C).… 3ku」 ア= 4Tpg となる。

どれか１つでもいいので、答えれるものがあったらお願いします ・問1と問2、どっちもBのみに着目してる理由はなんですか？（そもそも１つのみに着目して立式してもいいのですか？） ・問４のsinθ、なんで絶対値？ ・問５の解説のように図示できる理由

体Aに加わった平均の力の大きさとして, 正しいものを, 次の1①~9のうちか 第2問 次の文章(A·B) を読み, 下の問い (問1~5)に答えよ。 (配点 24) B 2つの小物体を用いて, A と同様の実験をすることを考える。エ軸上を正の向き dに速さ5.0m/s 進む質量1.0kgの小物体 A を, 静止している小物体Bに衝突させ (解答番号 1 6 10 の進択散の た。」 の A 図1のように,なめらかな水平面上に定めたz軸上を正の向きに速さ tで暫具 mの小物体 Aを進ませ, z軸上に静止している質量 Mの小物体Bに衝突させた 衝突直後, 水平面内で,小物体 Aは -60° の方向に,小物体Bは30° の方向にとる 信問3 小物体Bの質量を小物体A と同じ質量の 1.0 kgにして実験を繰り返したと ころ,衝突直後の2物体の速度は常に直交していた。この結果についての生徒 達の説明が科学的に正しい考察になるように, 文章中の空欄に入れる式または にめの速さではね返った。角度は図1の』軸方向に対して,反時計回りを正,時 放射性崩壊 数値として正しいものを, 下の選択肢のうちからそれぞれ一つずつ選べ。 計回りを負とする。 を 系列とい 3 4 「 行って B Vo 130' 60° 「水平に衝突しているけど, いろいろな角度に小物体Bがはね返るね。 ただ, > I A A *1 衝突直後の2物体の速度がなす角度は常に90°になっているよ。」 Vo 2 「そうだね。衝突の直前直後で運動量保存則が成り立つからベクトルを用いて 図 1 運動量の関係式を考えよう。」 「衝突直後の2物体の速度がなす角度は常に90° ということは,衝突後の小物 の関係式が成り立 3 問1 小物体 Aに衝突のときに加わった力の向きとして, 正しいものを,次の①~ 0 体Aと小物体Bの速さをそれぞれ,Vとすると 9のうちから一つ選べ。 中性子 つね。」 1 「ここから、力学的エネルギーの関係を考えるとこの衝突は反発係数 (はね返 の衝突であったことがわかるよ。」 0 30° 子帳 2 60° 3) 90° り係数)が 4 4 120° 5) 150° 6 180° の 210° 8 240° 9 270° の選択肢 3 1 =25+ /? 2 25= +V2 3 V=25+? 4 =25+4/2 5 25=p+4y2 6 41/2=25+ 問2 この衝突で小物体 A, Bが接触していた時間を At とする。衝突の際 ら一つ選べ。 4 の選択肢 2 1 5) 11 6 2 0 0 2 3 2 3 mVo mVo 2mvo 24t At At Mvo 2At 2Mvo 6 Muo At At mvoAt -17- 8 mvoAt 9 2mvoAt 2 1-3

わかる方解き方教えてください。お願いします。

197 ミリカンの実験 図のように, 極板P, Qがあり, 極板間には, 鉛 P- 直方向に一様な電場をかけることができる。この極板間に, 帯電した油滴を 漂わせ,その速度を測定することで電荷を調べる。質量m, 電荷q(>0) の 油滴Aに注目すると, 油滴Aが大きさぃの速度で運動するとき, 油滴には, 速度と逆向きに大きさ kuの空気抵抗がはたらき, やがて一定の速さ び、で落下した。 重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。 問1 この油滴の落下の速さ ,はいくらか。 次の①~⑥のうちから一つ選べ。 m AO k k 0 mg mg の k の mg k 6 mgk mg mg 問2 極板間に, 鉛直上向きに強さEの電場をかけたとき, 油滴Aはやがて一定の速さ v2で上昇した。 油滴Aの電荷qはいくらか。次の①~⑥のうちから一つ選べ。 0 E(2,+) 2 E(,-ひ) ③ の k k E E 問3 油滴の電気量について, 次の5つの測定値が得られた。 1.449 2.089 2.247 2.733 3.228 (×10-18C) これらの測定値から, 電気素量を有効数字2桁で表すと, ア|イ|×10-19C となる。ア 「イ」に入る数字として最も適当なものを, 次の①~0のうちから一つずっ選べ。ただし,同じもの を繰り返し選んでもよい。 01 @ 2 0 4 6 5 6 6 0 7 O 8 99 O0

（2）のΔl-xになぜなるのかがわかりません

振野り 発展例題 A m 図のように,ばね定数kの軽いばねの下端を固定し, 上端に質量Mの 水平な台Bを取りつけ,その上に質量Mの物体Aをのせた装置がある。 物体Aと台Bを,つりあいの位置を中心に鉛直方向に単振動をさせる。 このとき,物体Aが台Bからはなれることがないとすると, AとBは同 じ単振動をする。重力加速度の大きさをgとして, 次の各間に答えよ。 (1) 装置全体がつっりあいの状態にあるとき,自然長からのばねの縮み 41はいくらか。 (2) 台Bとともに単振動をしている, 物体Aの加速度aはいくらか。鉛直上向きを正, Aのつりあいの位置からの変位をxとして,加速度aをxの関数として表せ。 (3) 台Bが物体Aを押す力げを, Aのつりあいの位置からの変位xの関数として表せ。 (4)台Bが最高点に達したとき, 台Bが物体Aを押すカ子がちょうど0になったとする。 このときの単振動の振幅 ro を, M, m, k, gを用いて表せ。 (5)台Bをつりあいの位置から/2 ro だけ押し下げ, 静かにはなすと, 物体Aは, つり あいの位置からの変位がx, のところで台Bからはなれた。変位x1,およびそのとき の物体Aの速さを, M, m, k, gを用いてそれぞれ表せ。 B M k (京都産業大 改) (3) Aが受ける力は, 図の ように示される。 Aの運動 Af A (1) 装置全体について, 力のつり 指針 あいの式を立てる。 (2) A, Bが一体となって運動しているので, A とBを一体とみなして運動方程式を立てる。 (3)(4) Aにはたらく力を考え, Aについての運 動方程式から,カfを求める。(4)では, (3)の 結果を利用する。 (5) AがBからはなれるのは, f==0のときであ る。また,単振動におけるエネルギー保存の法 則では,運動エネルギーと復元力による位置エ ネルギーの和は一定である。復元力による位置 エネルギーは,つりあいの位置からの変位xを 用いて, kx?/2 と表される。 解説 方程式を立てると, B mg ma=f-mg f=m(g+a) S k m(g-M+m*) (4) このとき,Aは振動の端に達しており, (3) の式でx=roのとき, f=0になったと考えら れる。 0=m(g-M+m) k M+m ro= k (5) AがBからはなれるのは, f=0になるとき である。(4)の結果から, 変位x, は, (1) 装置全体 の力のつりあいから, kAl-(M+m)g=0 ARAI A M+m k X」=ro= B mg Mg はなれたときのA, Bの速さをvとする。 Bを V2 ro だけ押し下げてはなした直後と, AとB がはなれるときとでは, AとBの単振動のエネ ルギーの和は保存される。単振動におけるエネ ルギー保存の法則を用いると, A= M+m k (2) AとBを一体とみなす と,変位xのときに受ける 力は,図のように示される。 一体とした運動方程式を立 k(A1-x) A B mg Mgと ら(Z r=kx+(M+m)が てると, (M+m)a=k(4lーx)- (M+m)g X,と roに値を代入して, ひを求めると、 kAl-(M+m)g=0を用いて, a=- k M+m g リ= M+m k 第1章一

x=2.0sin0.40tの単振動を求めてる問題です。 (2)正の向きに最大になるときの変位x1(m)と加速度a1(m/s²)を求めよ (3)正の向きに最大になるときの変位x2(m)と速度v2を求めよ。 この2つの問題がわかりません。教えてください。

解き方がいまいちわかりません。解説お願いします。二枚目の図？の意味がわかりません。

54. カのつりあい●重さW[N] の荷物に2本のひもを つけ,2人の人がこのひもを持って支えるとき,2本のひも は鉛直線と 45°, および30°をなした。各ひもが引く力の大 きさF[N), F:[N] を求めよ。 S 例題11,62 45°:30° TO てい 料面はな

45と46番の全てが分かりません。(o_o) 求め方がわからないです。明日テストなので教えてください！

45.斜面上のつりあい● 傾き 45°のなめらかな斜面の下端 にばね定数 49N/m の軽いばねの一端をつけ, 他端に質量 0.20kg のおもりをつけて斜面で静止させた。重力加速度の大きさを9.8 49N/m, m/s? とする。 0.20kg。 m 45° (1) おもりが受ける弾性力の大きさF[N], 垂直抗力の大きさN [N] を求めよ。 (2) ばねの自然の長さからの縮みx [cm] を求めよ。 →例題14 46.斜面上のつりあい● 水平面よ (1) り 30°傾いているなめらかな斜面上に質 量m[kg] の物体をのせ, 1つの力を加 えてすべりださないようにした。 次の2 つの場合について, 物体にはたらいてい る力のペクトルを図中に記入し, 各力の大きさを求めよ。重力加速度の大きさをa 30° 30° [m/s°] とする。 (1) 斜面に平行な方向に力を加えたとき (2) 水平方向に力を加えたとき