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Physics Senior High

なぜ引き合うとしているのですか。逆で考えた場合符号が違い答えが間違ってしまいます。

53.くたてばねによる単振動〉 図のように、なめらかで十分長い直線状の棒 OP を鉛直に立てて 端を水平な床に固定した。 この棒に, 同じ質量mの穴の開いた小さ い物体A,Bを通した。 物体Aには, ばね定数んの軽いばねをつけ, ばねの他端は棒のO端に固定した。ばねは OP 方向のみに伸縮し,棒 と物体A,Bの間に摩擦はないものとする。さらに, 物体Aのばねと は反対側に質量と厚さの無視できる接着剤で物体Bを接着した。 物体 x=0- 物体B 接着剤 物体A A,Bが押しあうときは物体AとBは離れないが,引きあうときは引きあう力の大きさが接 着剤の接着力以上になると物体AとBは離れる。重力加速度の大きさをgとする。 初めに,ばねはその自然の長さからd だけ縮んで, 物体 A, B はつりあいの位置に静止し ていた。図のように,このつりあいの位置を x=0 とし,鉛直上向きを正とするx軸をとる。 (1) 自然の長さからのばねの縮みd を,m, k, g を用いて表せ。 まず, 接着剤の接着力が十分大きく, 物体AとBが離れない場合を考える。 物体Bをつりあ いの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体AとBは一体のまま上下に振動した。 (2)この振動の周期を,m, k を用いて表せ。 (3)この振動をしているときの物体A, B の速さの最大値を,m, k, bを用いて表せ。 物体AとBが一体のまま運動しているときの両物体の位置の座標をxとする。また,物体 Aが物体Bから受ける力をTとし, x軸の正の向きをTの正の向きとする。 つまり,Tが 正のときは物体AとBは引きあっているが,Tが負のときは押しあっていることになる。 (4)このとき, 物体Bにはたらく力を, m, g, Tを用いて表せ。 x 軸の正の向きを物体Bには たらく力の正の向きとすること。 (5) 物体A, B の運動方程式を考えることで, Tを,m, k, g,x を用いて表せ。 図 (6) Tをxの関数として, -3d≦x≦ とする。 の範囲でグラフに描け。 ただし, ここではb>3d 次に,接着剤の接着力が小さく, 物体 A, B間の引きあう力の大きさが mg 以上になると, 物体AとBは離れる場合を考える。ただし,離れる瞬間の前後で,物体AとBの運動エネル ギーや, ばねの弾性エネルギーは変化しないものとする。 物体Bをつりあいの位置から6だけ押し下げ,静かに手をはなすと, 物体Bは運動の途中 で物体Aから離れた。 (7)運動の途中で物体Bが物体Aから離れるためには,bはある値 6 以上でなければならな い。 bı を,m, k, g を用いて表せ。 (8) 物体Bが物体Aから離れた瞬間の物体Bの速さを,m,k,g. 6 を用いて表せ。

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Physics Senior High

式の立て方はわかるのですが、どうして振動の中心が変わるのかわかりません。教えて頂きたいです🙇

52. <あらい面上で振動する物体の運動〉 ばね定数 質量m 図のように, 水平なあらい床の上に質量mの物 体が置かれている。 物体はばね定数んのばねで壁と つながっている。 右向きにx軸をとり, ばねが自然 の長さのときの物体の位置を原点とする。 次の問い に答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 物体を原点より右側で静かにはなす実験を行った。物体を位置 d(> 0) より左側ではなす とそのまま静止していたが,右側ではなすと動きだした。 (1) 物体と床の間の静止摩擦係数μを求めよ。 0 x 物体を位置 x(>d) から静かにはなすと, 物体は左向きに動きだした。 その後, 物体の速 さは位置 x1 (<-d)で初めて0となった。 (2) 物体と床の間の動摩擦係数μ' を求めよ。 (3)物体の加速度をαとして,左向きに運動している物体の位置xでの運動方程式を示せ。 (4) 物体が x から x1 に移動するまでにかかった時間を求めよ。 (5)xo から x1 に移動する間で, 物体の速さが最大となるときの位置と速さを求めよ。 その後, 物体は右向きに動きだし, ある位置 (>d) で再び速さが0となった。 (6)x1 から再び速さが0となった位置に移動する間で, 物体の速さが最大となるときの位置 を求めよ。 (7) 物体の速さが再び0となった位置 x2 を x と x1 を用いて表せ。

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Science Junior High

問4.5.6.7の解き方を教えていただきたいです。 答えは、問4→18.0 問5→0.90 問6→0.30 問7→①ウ②ア③ア

5 動滑車を使わないときと使ったときのおもりの運動を記録し、仕事や仕事率を調べた。各問いに答え なさい。ただし,糸ののび縮みや,糸と動滑車の重さ、糸と動滑車との間の摩擦は考えず,質量が 100 gの物体にはたらく重力を1Nとする。 [実験1] 図1のように, ばねばかりに結びつけた 糸の先に質量が0.5kgのおもりをつけ, 机 の上に置いた。 糸をばねばかりに結びつけ た結び目を点Aとした。 手でばねばかりを 真上に引き上げていくと, おもりは机から 静かに離れた。 その後, ばねばかりの示す 値が一定になるように, ばねばかりを真上 にゆっくりと引き上げ続けた。 このようす をビデオカメラで撮影した。 撮影したもの をコマ送りで再生し, おもりが動き始めて からの時間と机からおもりの底までの高さ との関係を、表にまとめた。 図1 図2 ばねばかり ものさし ものさし A- 糸 ばねばかり `机 スタンド 動滑車 B 糸 おも 〔実験2] 図2のように, ばねばかりに結びつけた糸を, 〔実験1] と同じおもりをつけた動滑車に 通し,その糸の先をスタンドに結びつけた。 糸をばねばかりに結びつけた結び目を点Bとし た。手でばねばかりを真上に引き上げていくと, おもりは机から静かに離れた。 その後, ば ねばかりの示す値が一定になるように, ばねばかりを真上にゆっくりと引き上げ続けた。こ のようすをビデオカメラで撮影した。 撮影したものをコマ送りで再生し, おもりが動き始め てからの時間と机からおもりの底までの高さとの関係を、表にまとめた。

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この問題って反時計回りに回ると上向きの磁場が増えるので、下向きの磁場を作り出そうとしないのですか?

用いて表せ。 た。 位置エネルギー E, を、それぞれ計算し、両者が等しくなることを示せ。 [21 新潟大] しているジュール熱P, と, コイルが単位時間当たりに失 130. 〈回転する導体棒に生じる誘導起電力〉 次の文中の空欄 ア~オに当てはまる式を書け。 また, 空欄 ac には当ては まる向きを図1の①~⑥の矢印の中から選べ。 図2には適切なグラフの概形をかけ。 図1のように、 鉛直上向きの磁束密度の大きさ B[T〕 の一様な磁場中に, 導線でできた点を中心とする半径 am〕 の円形コイルが水平に置かれている。 円形コイル の上には長さαの細い導体棒の一端Pがのせられ,導体 棒の他端は,点の位置で,磁場に平行な回転軸に取り つけられている。 導体棒 OP は点Oを中心として,端P が常に円形コイルと接触しながら, 水平面内でなめらか に回転することができ, そのときの導体棒と円形コイル の間の摩擦はないものとする。 回転軸も導体であり,回 転軸と円形コイルの間に抵抗値 R [Ω] の抵抗Rとスイ ッチSを接続している。 BL 0 ⑥ 円形のコイル 電場の強さ 回転軸 B 抵抗 R 図 1 スイッチS (N/C) 0 a 点 0からの距離(m) 図2 スイッチSを開いて,導体棒を点を中心として鉛直 上方から見て反時計回りに,一定の角速度 rad/s] で 回転させる。このとき導体棒OPの中点Qに位置する 導体棒中の電気量 -e [C] の電子が磁場から受ける力の 大きさは ア 〔N〕 で,その向きは図1の矢印 の向きである。この力は,導体棒中に生じる電場から電子が受ける力とつりあう。導体棒中 に生じる電場の強さは点0からの距離によって異なる。図 2 に OP 間の各点における電場 の強さのグラフを、横軸に点0からの距離をとり,縦軸を適切に定めてかけ。 a 次に,スイッチSを閉じて, 導体棒を点を中心として鉛直上方から見て反時計回りに、 一定の角速度で回転させる。 導体棒が磁場を横切ることにより OP 間に起電力が生じる。 この起電力の大きさはイ 〔V〕 で, 導体棒を流れる電流の向きは図1の矢印b の向 きである。このとき, 抵抗Rで消費される電力はウ 〔W〕 である。 導体棒に電流が流れ ることにより導体棒全体が磁場から受ける力は,大きさが エ [N] で、図1の矢印 [ [c の向きである。 磁場から受けるこの力のすべてが導体棒の中点Qにはたらくと考え ると,導体棒を一定の角速度で回転させるために必要な仕事率はオ 〔W〕 である。 C 〔15 同志社大〕 (図)

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この滑車の⑶問題おしえてください。 動滑車があるから力は2分の1 倍  距離は2倍 になるとおもって16センチのところでグラフが変わらなくなると思いました。 なぜ答えが下の図になるのか教えて欲しいです

次の (1) から (4) までの問いに答えなさい。 (1) [実験1] の②の途中で, ばねばかりを16.0cm真上に引いたとき、床からのおもりの高さは 何cmか, 小数第1位まで求めなさい。 (2)〔実験1]の②の途中で, おもりが床から離れた直後から, 12.0cmの高さになるまで, おもり を引き上げた仕事は何か, 小数第1位まで求めなさい。 (3) 実験2〕の②で、 ばねばかりを0cmから 24.0cmまで引いたとき、 ばねばかりを引いた距離と ばねばかりの示す力の大 きさの関係はどのように なるか。 横軸にばねばか りを引いた距離 [cm] を. 縦軸に力の大きさ 〔N〕 をとり その関係を表す グラフを解答欄の図6に 書きなさい。 図6 15.0 力の大きさ 10.0 5.0 〔N〕 0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 ばねばかりを引いた距離 [cm] (4) 〔実験3] の② で, ばねばかりを0cmから24.0cmまで引いたとき。 ばねばかりを引いた距離と 床からのおもりの高さの関係はどのようになるか。 横軸にばねばかりを引いた距離 [cm] を, 縦 軸に床からのおもりの高さ [cm] をとり、 その関係をグラフに表したものとして最も適当なもの を, 次のアからカまでの中から選んで, そのかな符号を書きなさい。 ア 16.0 [cm] 0 エ 4.0 8.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] イ 20.0 22.0 [cm] [cm] 0 24.0 4.0 24.0 0' 2.0 24.0 ばねばかりを ばねばかりを 引いた距離 [cm] 引いた距離 [cm] オ カ 5.0 [cm] (cm) 0 0 8.0 24.0 4.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] ばねばかりを 引いた距離 [cm] 5.5 [cm] 24.0 0 2.0 ばねばかりを 引いた距離 [cm] 24.0

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この滑車の問題おしえてください。 動滑車があるから力は2分の1 倍  距離は2倍 になるとおもって16センチのところでグラフが変わらなくなると思いました。 なぜ答えが下の図になるのか教えて欲しいです

4 おもりを持ち上げたときの滑車のはたらきについて調べるため、 次の 〔実験1] から [実験3] までを行った。 ただし、ばねばかり 滑車及び糸の質量は無視できるものとし, 滑車に摩擦力ははたらかないも のとする。 [実験 1] ① 図1のように,スタンドに定規を固定し, ばねばかりに糸のついたおもりを取り付けた。 ② 糸にたるみがなく, ばねばかりの示す力の 大きさがONとなる位置から, ゆっくりと一 定の速さでばねばかりを24.0cm真上に引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距離とばねば かりの示す力の大きさとの関係を調べた。 図 1 ばねばかり |定規 糸 スタンド 床 おもり おもりの 高さ 図2は, [実験1] の②の 結果について, 横軸にばね ばかりを引いた距離 [cm] 図215.0 を縦軸にばねばかりの示 す力の大きさ [N] をとり、 その関係をグラフに表した ものである。 力の大きさ 10.0 さ5.0 [N] [実験2] [実験3] 0 4.0 8.0 12.0 16.0 ばねばかりを引いた距離 [cm] ① スタンド, 定規、動滑車, 定滑車,糸, ばねばかりと 〔実験1] で用いたおもりを 用いて, 図3のような装置をつくった。 ② 糸にたるみがなく, ばねばかりの示すカ の大きさがONとなる位置から, ゆっくり と一定の速さでばねばかりを24.0cm水平に 引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距 離とばねばかりの示す力の大きさとの関係 を調べた。 ① 図4のように,2つの動滑車を棒で固定 し, 棒にフックを取り付けた。 なお,棒と フックの質量は無視できるものとする。 ② スタンド, 定規, 定滑車, 糸, ばねばか り、図4の動滑車, 〔実験1]で用いたおも りを用いて, 図5のような装置をつくった。 ③ 糸にたるみがなく, ばねばかりの示すカ の大きさがONとなる位置から, ゆっくり と一定の速さでばねばかりを24.0cm水平に 引いた。このとき, ばねばかりを引いた距離 と床からのおもりの高さとの関係を調べた。 なお、2つの動滑車を固定した棒は常に 水平を保ちながら動くものとする。 20.0 24.0 図3 スタンド 定規 p ばねばかり 定滑車 糸 動滑車 ーおもり 床 図4 動滑車 フック 図5 スタンド 定規 定規 ばねばかり 定滑車 糸 動滑車 おもりの おもり 高さ ・床

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(ロ)と(ハ)についてなんですけど、 (ロ)の熱力学第1法則の右辺の2RΔTの「2」って何を表しているのですか? (ハ)では15RnΔTだけではだめで、なぜ3/2×2RnΔTと15RnΔTのふたつが必要なのかがわかりません

4. 以下の設問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。 (日) (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, Mのピストンを容器内側の中央に設置して、 ピ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Vo温度をTする。この状態 を状態1とする。 平常 左 次に状態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α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V1で,ピストン下側の理想気体の圧力はP2 積はV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 であった。 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 ることはないものとする。 平

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