物理の熱力学の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

76 第2章 熱と気体 *** 57 [12分 ･20点】 XX 気体の熱的性質について考えよう。 図のような, シリンダーとなめらかに動 くピストンからなる断熱容器があり, ピス トンにはバネが付けられている。 また,シ リンダーにはヒーターが付けられており, 断熱容器に閉じ込められた単原子分子理想 気体に外部から熱を加えることができる。 さらに, シリンダーにはコックが付けられ 0 63 8 ている。 最初にコックは開かれており, 容器内の気体の圧力は大気圧と同じであった。この とき シリンダーの気体の部分の長さとバネの長さはともに⑩であり、バネは自然 の長さであった。また,シリンダーの断面積を S, 大気圧を po, 室温を絶対温度で To とする。 問1 コックを閉じ、ヒーターによって熱を与えて容器内の気体をゆっくり膨張させ る。 容器内の気体の圧力が 10mとなったとき, パネの長さは 1/26 -ℓo となった。ぱね 定数は PoS この何倍か。 ② 63 80 25 144 3 9 8 19 ② 144 9 80 17 3 144 ヒ 5 4 *コック 80 9 問2 このとき, 容器内の気体の絶対温度をTとする。 T1 は T の何倍か。 9 8 4 9 ① ② (3 4 ⑤ 6 9 5 8 問3 気体の物質量をn, 気体定数をRとすると気体の内部エネルギーの増加分4U はいくらか。 0nR(T₁-To) nR (Ti-To) ⒸnR (T₁-To) 13 144 6 5 ⒸnR(T₁-To) 問4 この間に容器内部の気体は, 外部(大気とバネ)に対して仕事をする。 この仕事 W は poSlo の何倍か。 ① 8 9 バネ 10 9 11 144 4 問5 ヒーターによって気体に与えた熱Qを4UとWを用いて表せ。 0 AU-W ②4U+W 3 W-AU *58 18分 ･12点】 X A 問1 容器内に閉じ込めた理想気体の温度を上昇させる。 温度上昇が共通のと き,気体の体積を一定に保った場合と, 圧力を一定に保った場合を比べると、必要 熱エネルギーはどちらの方が大きいか, またその理由は何か。 ① 体積を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をしない からである。 ② 圧力を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をするか らである。 どちらの場合もQは同じである。 理由は温度上昇が同じだからである。 B 気体定数をRとする。 理想気体の定積モル比熱をCio 定圧モル比熱をC, とする。 Cr, Cyの間に成 り立つ関係式として正しいものはどれか。 ① 0 Cp-Cv=R ②Cv-Cp=R ③ Cy+Cp=R 問3 単原子分子理想気体と2原子分子理想気体の定積モル比熱の組合せとして正し いものはどれか。 ただし, 気体の温度は300Kとする。 ② §2 気体の状態変化 4 単原子分子 R R R -R 77 2原子分子 3R R R R

至急お願いします！！！締め切りが明日なので急いでます！！ 記号選択式の問題です。重複解答可です。 物理基礎の「エネルギー」についての問題です。 答えを教えてください！！！

1. 「エネルギー」 について,次の ( )に適当な語句や数値を下の語群から選び, 記号をマークし なさい。 解答番号 1~17 (重複解答可) (1) 一般に, ある物体がほかの物体に対して ( 1 )をすることができるとき, その物体は 「エネルギーをもっている」 という。 高い位置にある物体がもっているエネルギーを ( 2 ) による位置エネルギーといい, 記号 Uまたは Ep で表す。 (2) 基準面からの高さん[m], 質量m[kg]の物体がもっているエネルギーUはU= 3 で求めることができる。 (3) 質量 60kgの人が10kgの物をもち, 地面を 5.0m移動した後, 5.0mの高さまで上がった。 ① 地面を位置エネルギーの基準にしたとき, 移動する前, 人のもっている位置エネルギーはいく らか。 (4)J ② 地面から 5.0mの高さに上がったとき人がもっている位置エネルギーはいくらか。 ( 5 )J ③ 地面から 5.0mの高さから物体を地面に落とした。 地面についたとき物体がもっている位置エ ネルギーはいくらか。 5.0mの高さを基準面とする。 ( 6)J (4) 右の図のように水平面でばね定数 25N/mのばねに重りを つけ, 重りを引いてばねを30cm伸ばした。 ① 手の力がばねにした仕事はいくらか。 小数第一位まで求めなさい。 7)J ②重りを放すとばねはもとの長さにもどった。 この状態でばねがもつ弾性エネルギーはいくらか。 (8) J ア. 重力 イ. 質量 キ.弾性力 ク. 空気 セ.0 ソ. 4.9×102 ト. 4.9 × 103 ノ. 摩擦力 -oooooooooooooo (5) 動いている台車は物体に衝突すると物体を押し動かすという仕事ができる。 この台車がもつエ ネルギーを (9 )という。9 は, 台車の ( 10 ) と, 速さの ( 11 乗に比例する。 (6) 位置エネルギーと運動エネルギーの和を ( 12 ) という。 一般に重力や ( 13 ) のみが仕 事をする物体の運動では、常に一定の値となる。 (7) 振り子を持って大きく振ってもやがて止まってしまう。 これは振れている間に ( 14 )の抵 抗力や ( 15 ) が負の仕事をし力学的エネルギーを減少させるからである。 (8) 質量 50kgのスキーヤーが高さ20mの斜面を滑り降り水平方向に 12m/sで飛び出した。 飛び 出す点の高さを位置エネルギーの基準とし, 飛ぶ 瞬間での足のけりはないものとする。 ① スタート時点の力学的エネルギーはいくらか。 (16) J ②飛び出した地点での力学的エネルギーはいくらか。 ( 17 ) J 20m ナ. -4.9×103 の式 Vo = 0 m/s す ウ.2 エ.3 オ. 力学的エネルギー カ. 運動エネルギー ス. mg/h ケ.張力 7. 1.1 コ. 仕事 サカ V. mgh チ. 3.6×102 テ.2.9×103 ツ. 3.6×103 ヌ. 9.8×103 二. -4.9×102 ネ. -2.9×103

求め方教えてください🙇‍♀️

k = 50 N/m 6 力のつりあいと弾性力 ばねに質量 5.0kg のおもりをぶら下げたところ、ばねは 7.0cm 伸びた。重 力加速度の大きさを9.8m/s2として、次の各問いに答えなさい。 (1) このばねのばね定数は何N/m か。 (2) このばねを水平面上に置いて手で10cm 引き伸ばすには何Nの力を加 えればよいか。 [00000~ 7.0cm eieeet 5.0kg

こちらの(2)の問題についてです。答えは以下の通りなのですが、3枚目の解説で、なぜ点Poで運動エネルギーが生じるのか分かりません。教えていただきたいです。

7 傾きの角のなめらか な斜面上に, ばね定数kのば ねの上端を固定した。 図のよ うに、ばねの他端に質量m この物体を取りつけたところ, COM ばねが自然の長さから x だけ伸びて、物体は点Poで静止し た。ただし, ばねの質量は無視でき, 重力加速度の大きさを g とする。 CHACON 30 (1) ばねの伸びとして正しいものを、次の①~ ⑥ うちから1つ選べ。 ① mg ksin 0 ① mg sino k m a+Ramg cose ARC 470x2 m 305 mg kcos 0 4-p(x-29 k (2)次に、物体を点 Poから斜面にそって距離 xだけ上方 へ引き上げて静かに手をはなすと, 物体は下方にすべり始 めた物体が再び点 Poに達したときの物体の速さはいく 水 11 x ② 出らか。 正しいものを、次の①~⑥のうちから1つ選べ。 √ Thx xo .8 +379 $280 (x-x) k musino x 4 Forsidoro [⑥ Po k √ THE m mg k mg k xsin O -tan [ kNEN BORN k √ m 149 (xo-xsin 0)

何故2をかけるんですか

問2 小球にはたらく重力と弾性力がつりあう位置, すなわち台の 1 答 ⑤ 上面が単振動の振動中心である。反発係数はe (0<e<1) である ので、小球の衝突直後の速さは,衝突直前の速さに比べて小さく なる。単振動の周期は2ヶ であり、小球が板と衝突して から次に板と衝突するまでの時間は半周期なので、変化しな 2 の答② 問3 点Bと点 D の点電荷による点0の合成電場は、BからDの 向きに2xk である。 点Aと点Cの点電荷による点0の合 成電場は、AからCの向きに2×k である。したがって,点 0² Oにおける電場E は、図3の右向きに強さ 2.2kQ a² B (Q) √2 a √2 a A(Q). 2kQ a² V (-2) 2kQ a E. (-Q) 3 の答 <-101- 1 点電荷による電場 点電荷Qから距離離れた点の電場 の強さE E=k Q>0 のとき電場は点電荷から離れる 向き Q<0 のときは点電荷に近づく向 き 物 理 問3 図3のように, 真空中で一辺の長さが2α の正方形 ABCD があり,点A と点Bに電気量Q(Q>0) の点電荷, 点Cと点Dに電気量Qの点電荷を 固定する。 正方形の中心0における電場 (電界)の強さを表す式として正しい ものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし, クーロンの法則の比例定数 をとする。 3 ① 4 kQ a kQ q² B. (Q) √2a A (Q) √2a (-Q) @a 0 te a Q² ⑤ 図3 2kQ a 2kQ a² co (-Q) D [⑥ キョリトのとき £= 4²²²² 2√2 kQ a 2√2kQ a²

弾性衝突の際、エネルギー保存則が成り立ちますが、運動エネルギーだけが保存されますか？ それとも位置エネルギーも含んで保存されますか？

なぜ（3）では、衝突直後の運動エネルギーが弾性力による位置エネルギーと等しくなるのですか？ 教えてください🙏

193. 合体とエネルギー図のように, なめらかな水平 面上に, ばね定数kのばねにつながれた質量Mの物体 が置かれており, ばねは壁に固定されている。 そこに, 質量mの弾丸が右向きに飛んできて, 速さ。 で物体に 衝突し,一体となって運動してばねを押し縮めた。 衝突は瞬間的におこったとする。 (1) 一体となった直後の物体と弾丸の速さを求めよ。 0.081 (2) 衝突によって失われた力学的エネルギーを求めよ。 (3) 衝突後, ばねは最大どれだけ縮むか。 m Vo M k 00000 例題24

全く分からないので解説してもらいたいです よろしくお願いします

7 運動の法則と保存則 (4) 半径R [m]の円板Sが地面に固定されている水 平な台の上に置かれている。 図のように, 円板S の縁の点Pから,質量 m[kg〕の小球Aを速さ vo [m/s]でSの中心0に向かってS上を滑らせる。 円板Sの表面はなめらかであるとして, 以下の問 いに答えよ。 中心0に質量 m[kg] の小球Bを置き, 小球AをBに向かって滑らせ ると, AはBに衝突した。 衝突後の小球AおよびBの運動方向は,Aの 入射方向に対して, それぞれ角度 61 [rad〕, O2 [rad] をなし, 速さはひ [m/s], v2 [m/s] となった。 運動量を小球Aの入射方向と,それに垂直 な方向とに分解して考えると, それぞれの方向に対して運動量保存の法 則が成立する。 (1) 入射方向に対する運動量保存の法則を, m, A1,A2, Vo, V1, v2を 用いて書け。 (2) 入射方向に垂直な方向に対する運動量保存の法則をm, 1,02, ひ1, v2を用いて書け。 衝突は完全弾性衝突とする。 この場合には,力学的エネルギー保存の 法則が成立する。 (3) 力学的エネルギー保存の法則を m, Vo, V1, v2 を用いて書げ。 < (4) 衝突後における両小球の進行方向の間の角度 61 + O2 を求めよ。 必 要ならば、次の公式を用いよ。 sin(α+β)=sina cosβ + cosa sinβ cos(α+β)=cosa cos β-sina sinβ AP Vo A B B1 0₂ V2 (玉川大)

模試の復習をしたいので解説お願いしたいです

〈注意〉 物理の受験者は、次の表に従って4題を解答してください｡ 選択問題 必答問題 1, 2, 3, 4 物理問題 【物理 必答問題】 1 次の文章を読み、 後の各問いに答えよ。 (配点30) A 解答は物理の解答用紙に記入してください。 斜面 SPHAL 161052 図1のように、 水平面となす角度が0のなめらかな斜面があり、 斜面上には表面がなめら かな壁 (斜面に垂直に立てられた薄い板)が設置されている｡ 壁の区間 AB は水平な直線に, 区間 BD は斜面上の点Oを中心とする半径rの半円になっており, それらは点Bでなめらか に接続されている。 点Bは半円の最下点,点Dは半円の最上点である｡ 壁の区間 AB 上に は,質量mの小球Pと質量Mの小球Q があり、その間にばね定数kの軽いばねを壁の区間 AB に沿って水平方向に置き,PとQをばねの両端にそれぞれ手で押しつけてばねを自然の 長さからxだけ押し縮めた状態で静止させている。 PとQから同時に手を静かにはなすと ばねが自然の長さに戻ったときにP と Q はばねから離れ, その後, Pは点Bを通過した。 ば ねは壁の区間 AB に沿って水平方向に伸び縮みするものとし, Pは常に斜面上を運動するも のとする。 また、ばねから離れた後のQは, 壁に沿って運動し,点Aに達した後,斜面の 外に出るものとする。 重力加速度の大きさを」とし、空気抵抗は無視できるものとする。 QばねんP Mcounomom 壁 図 1 - 2- B 選択問題の出題内容 O (60分) 水平面 C 問1 ばねが自然の長さよりxだけ縮んでいるとき, ばねの弾性エネルギーはいくらか。 問2 ばねが自然の長さに戻ったときの P Q の速さをそれぞれ, Vとする。 ばねが自然 の長さよりxだけ縮んでいるときとばねが自然の長さに戻ったときについて, P, Q 全 体の運動量の水平成分が保存することを表す式を答えよ。 問3 問2のはいくらか。 m, M, k, x を用いて表せ。 ただし、 解答欄には結論だけでな 考え方や途中の式も記せ。 点Bを問2の速さで通過したPは, 壁の内側に沿って斜面を上昇し, ∠BOC=90° と なる点Cを通過した後, 点Dから飛び出した。 問4Pが点Cを通過するとき,Pの重力による位置エネルギーはいくらか。 ただし, 点 Bを通る水平面を重力による位置エネルギーの基準面とする。 mor 9m9 問5 Pが点Dを通過するときの速さを、 問2の”およびr, 9, 0 を用いて表せ。 問6 Pが点Dを通過する直前に,Pが壁の内側から受ける力の大きさを, 問2の”およ ぴr, m, g, 0 を用いて表せ。 の最小値を求めよ!!! 問7 Pが点Dを通過するための問2の』の最小値を求めよ。 点Dから飛び出したPは, 壁の区間 AB上のある位置に到達した。 CAME 問8点Dから飛び出したPが到達した, 壁の区間 AB上の位置の, 点Bからの距離の最 小値を求めよ。 -3- 物 理

この問題がわからないので教えていただきたいです。

よ つ || 0.16 m 0.40 1.0 類題19 図のように, ばね定数k [N/m] のばねの上端を固定し,下 [端に質量m[kg] のおもりを取りつけると, ばねは伸びて | おもりは静止した。 この点をAとする。 この後, ばねが 自然の長さになる所までおもりを持ち上げ, 静かにはなし た。 重力加速度の大きさをg [m/s2] とし, ばねは鉛直方 向にのみ運動するとする。 (1) 点Aでのばねの伸びα [m] を求めよ。 (2) おもりが点Aを通過するときの速さv[m/s] をm,g, k で表せ。 l l l l l l l l l 自然の長さ l l l l l l l l l A m (3) おもりが最下点に達するときのばねの伸びx [m] を α で表せ。 ヒントおもりには、重力とばねの弾性力がはたらく。 位置エネルギーは,重力による 位置エネルギーと,弾性力による位置エネルギーの両方を考える必要がある。 25