(1)についてです。 往復にかかる時間の逆数回、単位時間あたり衝突する、とありますが、これは最初に気体分子がどこにいるかによって変わりませんか？ 例えば、最初に分子がx=0のところにいたら、最初の衝突にかかる時間と二回目以降の衝突にかかる時間は違うと思います。 御回答よ... Read More

発展例題25 気体の分子運動 発展問題 305 306 一辺の長さがLの立方体容器に,質量mの気体分子がN 個入っている。 分子は, 容器内の壁と弾性衝突をする。 (1)1個の分子の速度のx 成分を vx とする。 x軸に垂直な 壁Aが, 1個の分子から受ける力の大きさはいくらか。 N mvxiA L (2)各分子の速度成分の二乗平均を vx とすると,N個の 分子全体から壁Aが受ける力の大きさFはいくらか。 L -L- x (3) 全分子の速度の二乗平均を とすると, 壁Aが受ける圧力はいくらか。 指針 (1) 分子が壁の間を往復する距離 は2Lであり,往復にかかる時間は 2L/vx なの で、単位時間あたり, 壁Aに vx/(2L) 回衝突す る。時間の間では, vxt/(2L) 回衝突する。 (3) 分子の数はきわめて多く, 速度の二乗平均 には,vvvv/3の関係が成り立つ。 解説 (1) 1回の衝突で分子が受ける力 積は,-mux-mvx=-2mvx であり,その反作 用として, 壁Aは2mvx の力積を受ける。 分子 は、時間の間に, vxt/(2L) 回衝突するので, mvx 2 力の大きさは, Vxt ft=2mvxx f=- 2L L 20x2 (2) =vxなので,力の大きさFは、 N F=Σ- mvx2 Nmvx2 L L F Nmvx2 (3) 圧力は, p= L2 L3 Nm v² Ux から, p = 3 3L3

(1)についてです。 解答での方法以外に、残った部分Aの重心と切り取った直方体Bの重心を合成すると切り取る前の重心になる、という考え方でも解くことはできますか？ できる場合はこの方法での計算過程まで教えて頂けると幸いです。 御回答よろしくお願い致します。

[知識 142. 切り取った立方体の重心■密度が一様で,一辺の長さがLE の立方体の一部分を直方体形に切り取り、 残った部分を物体Aと する。 切り取った直方体Bの奥行きはL, 横の長さは、高さは である。 図のように, Aを水平面上に置いて静止させた。 L B (1) Aの重心の位置は, Aの左端からどれだけ右にあるか。 L, lを用いて表せ。 (2)切り取る横の長さ, 高さ)を大きくしていくと, ある値をこえたとき。 Aは静 止できずに倒れた。 l を, Lを用いて表せ。 (藤田医科大 改) 942010

(2)が分からないです。

1 バンにはたらく dog TEHEZA STRON 291 気体分子の運動 1辺の長さL〔m〕の立方体の容器の中 に,質量m[kg] のN個の気体分子がある。容器の壁 A と衝突す L A るのは全分子のうち 4個であり,そのすべてが速さ v[m/s]で壁 10 A と垂直な方向に運動していると仮定する。また,気体分子は壁 と弾性衝突し、他の分子とは衝突しないとする。 (1)1個の分子が1回の衝突で壁Aに及ぼす力積の大きさを求めよ。 (2)1個の分子が時間t[s] の間に壁Aに衝突する回数を求めよ。 (3) 1個の分子が壁 Aに及ぼす平均の力の大きさを求めよ。 (4) 気体が壁Aに及ぼす圧力を求めよ。 L " 2 例題 69 ヒント (2) 分子は距離2L[m] 進むごとに壁Aに衝突 ( 相気休があり、この気体

誰かこれといてください！🙇‍♀️ 物理です。原子分野

第二問 光子の運動量を考えよう。 ただし、波長入の光子のエネルギーがhc/入 (h:プランク定数、c: 光速)であることは用いてよい。 xyz 空間にあり3辺がx軸、y軸、 z軸上にある一辺長がLの立方体容器内に、 N個の波長 入の光子がある。ただし、平面y=L上にある容器面をAとする。 また、光子の運動量ベクトル (x,y,z) (大きさは p とする) は光の速度ベクトル (Cx, y, Cz) (大きさはcとする)に並行と し、Nは十分大きいので、光子は容器内を一様に運動しているとみなしてよい。 また、光は 壁で完全に反射するとしてよい。 (1)容器内のエネルギーを求めよ。 (2) 一つの光子が面Aに及ぼす時間平均の力を Pys Cy, L を用いて表せ。 (3) 平面Aにかかる光子の圧力をN、c、L、pで表せ。 次に、この容器をゆっくり大きくして、一辺L+△L の立方体にゆっくり変える (変化1とする)。 ただし、 AL は極めて小さい。 (4) 光子のする仕事を求めよ。 今度は光を波として考えると、容器の向かい合う壁 間に定常波が出来ていると解釈できる。 変化1によ り、光の波長入は入 + △入になった。 (5)入、△入、L、ALの関係式を求めよ。 (6) これまでのことより、 pを求めよ。 X Z L L L A Ly

浮力の問題です。（3）水面下に全て沈めた という表現から力のつりあいを考えることができるのはどうしてですかる

B. 密度がp[kg/m3で、一辺の げ ん 長さがL [m]の立方体を、密度が Po[kg/m3]の液体に入れたと き、立方体は液体の下にd[m] 沈んだ状態で静止した。 重力加 速度の大きさをg[m/s]とす る。 [9点] L P 正面からの国 (1)この物体にはたらく浮力の大きさF[N] を、 L, po, d,g を用いて 表せ。 (2) 物体の密度p[kg/m3]を、 L,Po, d のうち必要なものを用いて 表せ。 (3)d = 1/3であったとする。この物体に力を加えて物体全体を水 面より下に完全に沈めた。 このとき加えた力の大きさf[N]を、 L,Pogのうち必要なものを用いて表せ。 (1) F=PVg. Vは沈んでいる部分のみ. <箸>F=pvgより F=Boxldxg = PoLdg # * (2)図の状態で静止→力のつりあい <答〉力のつりあがり Soldg = 518 d 2 Po -I'd [m'] plg. (3)水面下に全て沈めた→やのつりあいを考える

(2)についてです ２枚目の解説の式の左辺にp0(大気圧)を足さないのはなぜですか？ 解説お願いします

7 一辺の長さの立方体の物体が、 図1に示すように上面 を液面から深さdの位置に、糸で浮き上がらないように固 定されている。 物体の質量をm, 液体の密度をとし、物 体の密度は液体の密度より小さく. 空気の密度より十分大 きいとする。また,重力加速度をg, 大気圧をpo とする。 面にはつねに大気圧がかかっていることを念頭に以下 の各問いに答えよ。 物体 大気 E SIP (1) 物体の上面、下面が受ける圧力を求めよ。 F=mg (2) この物体にはたらく糸の張力の大きさを求めよ。 V = m P 物体 面 a 液体 大気 底 図2 図1 b (3) 図2に示すように糸を切り、この物体を液面に浮かせた。物体が静止した状態で、液面より下に沈んでいる部 分の長さを求めよ。 液体

(1)についての質問です。解答で、cx＝ccosθとしてるところが何故かわからないですx-z平面上で光速cで運動してるなら納得できるのですが、x-y-z平面で運動するならc＝(cx2+cy2+cz2)1/2乗になると思いました。

56 光の粒子性 一辺がLの立方体の容器内を振動数 の多数の光子が光速cで不規則に運 動している。 この容器の面と光子は完全 弾性衝突するものとし, プランク定数を んとする。 光子の運動量の向きはその速 度の向きと一致しているので、光子の運 L S2 y (3 動量の成分は,速度のx 成分 Cx を用 いて、 X L | × cx と書ける。 さて, cx>0 として,t秒間に1個の光 であり,その間に面 子がx軸に垂直な面Sに衝突する回数は(2) Sが受ける力積は (3) となる。 光子の運動方向は十分不規則であ りの平均値はx=(4) × c2と書ける。そこで、容器内 の光子数をNとすると, 全光子から面Sが受ける力は (5)と表さ れる。 したがって,この光子気体の圧力P は, 体積Vを用いて (6) となり,単位体積あたりのエネルギーUを用いると, P=(7) と書 (名古屋大+東北大+大阪府立大) ける。 Level (1)~(7) ★ Point & Hint 光の圧力(光圧)の問題。 気体の分子運動論をバックグラウンドとして解いて いく。 HECTURE (1) 光子の速度ベクトルと運動量ベクトルは (2) 右のようになる。 Cx=ccos0 であり px= hv C cos 0 = =hyxCx c² ※子は面に2の距離を動くごとに C 速度 C 運動量 Dx

（3）の力積の大きさを求める問題で、どうして（1）の力積と（2）の衝突回数をかけたら出るのか式の意味が分かりません。お願いします😿

図のような一辺の長さL〔m〕の立方体の容器の中に, 1分子の質量がm 〔kg〕 である理想気体 の分子を N 個とじこめ,一定温度に保っておく。次の)に適する式または数値を入れよ。 TA 〔I〕 気体分子は互いに衝突することなく,容器の内壁と (完全)弾性衝突を行うものとする。図 のように,x,y,z軸をとり,ある分子の速度を [m/s], そのx,y,z成分をそれぞれ ひx, vy, vz とする。簡単のために vx>0 として,x軸に垂直な,図の斜線で示した面Sとの衝突 を考える。この分子が1回の衝突で面Sに与える力積の大きさは(1)であり,時間 t〔s〕 の間に分子は面Sに ( 2 ) 回衝突する。 したがって,この時間内に分子が面Sに与える力 積の大きさは ( 3 ) である。

解答解説をお願いします。物理基礎です。

1辺が10cmの立方体が、水中に沈んでいるとき、物体が受ける浮力の大きさは何Nか。 水の 密度を1000kg/m3とする。

なぜ棒に動かされているのに、反対方向へ抵抗するBに運動摩擦力が働いてないのですか。 教えて下さい！🙏🏻

問4 右図のようになめらかな水平 上に3つの立方体の物体A, B, C が接触して置かれ, 物体Aの左から 棒で押されて, 物体 A, B, Cは一体 となって右に動いている。 物体Bに 働く力をすべて示せ。 棒 A B C なめらかな水平面