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Physics Senior High

芝浦工業大学の2222年度、2月2日の問題です。 (1)から分からないので教えて欲しいです。

1. 以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。 導出過程は示さなくてよい。 なお, 解答中に分数が現れる場合は既約分数で答えよ。 (A) 図1(a)のように、内側の断面積S の円筒状の容器を水平に設置し, その中に 気密を保ちながらなめらかに動くピストンが付いている。 容器の右側にはコック が取り付けられており, ピストンの右側に大気を入れることができる。 容器の左 内面とピストンの左面の距離をxとする。 容器は壁を介して外部と熱を交換で き, ピストンは熱を通さない。 ピストンと容器の左側の面はばね定数k, 自然長 Lの軽い体積の無視できるばねでつながれている。 ばねは円筒状の容器の左面中 央とビストンの左面中央を結ぶように取り付けられており.たわむことなく水平 方向のみに動くものとする。 また, 容器とばねの熱容量は無視できるものとして 以下の操作 A, 操作B, 操作Cをおこなった。 操作A 容器の左側に単原子分子理想気体を入れ、 右側を真空にしてコックを閉 じたところェ=2Lであった。 操作B 操作Aの後, コックをゆっくり開き大気を容器の右側に取り込み十分に 時間が経過したところ, x= 12/2となった。 操作C 操作Bの後。 図1 (b)のように容器の左側に熱容量および体積が無視でき るヒーターを取り付け、容器の左側内部の気体のみに熱を加えること ができるようにし、さらに容器の右側を除く部分をすき間なく断熱容器 で覆った。 コックを開いた状態で, ヒーターで熱量Qをゆっくりと容 器の左側内部の気体のみに与えたところェ=2Lとなった。 S ・円筒容器 1,00000000 お間ライブ ピストン コック 図1 x 1,00000000 ヒーター 断熱容器 (b) ピストン (イ) 大気の圧力をk, L, Sを用いて求めよ。 (ロ) 操作Cにおいて気体に与えた熱量Qをとを用いて求めよ。 2224500402

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Physics Senior High

よろしくお願いします!式、解き方が知りたいです。

42. 鉛直と水平の比率が3:4のなめらかな斜面をもった台の上で、 軽い糸 を用いて質量mのおもりを図のように静止させた。 糸の張力の大きさ T と,台からおもりが受ける垂直抗力の大きさ N とする。 (1) 台が静止している場合を考える。 水平方向と鉛直方向のそれぞれにつ いて力のつりあいの式をたてよ。 また, それを解くことでTとNの値 をそれぞれ文字mg を用いて表せ。 (2) 台が水平右向きに大きさαの加速度で移動している場合を考える。 加速度の大きさが小さいとき, おもりと台とはずっと同じ点で接したままであった。 ① おもりは,どちら向きにどんな動きをしているか答えよ。 ② この場合の糸の張力の大きさT と, 台からおもりが受ける垂直抗力の大きさ N を、 それぞれ文 宇m,g,aを用いて表せ。 ③加速度の大きさがある値よりも大きくなると、糸がたるんで台とおもりの接点が斜面の上 方向へとずれていった。 この境となる加速度の大きさ の値を求めよ。 (3) もとの状態に戻して、 今度は台を水平左向きに加速させる。 この加速度の大きさがある値 92 よ りも大きくなると, おもりが台から離れて浮き上がる。 α2 の値を求めよ。

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