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Physics Senior High

(2)の問題についてです。 なぜ大気圧が式で使う必要があるのかが、解説を読んでもよく分からないです。

ECm (2) 図2のとき,容器内の液面の高さは外より h2(m)だけ低かった。h2をM. 図1のように下方に開放部がある容器が液体の上に配置されており,容器 内の上方には理想気体が封入されている。この容器は熱を通し,理想気体 液体および外気の温度は同じであり, 常に絶対温度T(K)に保たれている。 また外気の圧力は常に大気圧P(Pa)であるものとする。ここで,容器の質量 は無視できるとし, 容器の断面積をSIM°), 重力加速度の大きさをg[m/s}). 液体の密度をp(kg/m°)とする。 また容器の頂部の面は常に水平に保たれて いる。 0 外気 T S 大後を T M P 理想気体 P 19 Mkei h2 液体 カのつ 茂ん() 図1 図2 (1) 図1のように,容器内外の液面の高さが同じ状態では,容器内の気圧は 大気圧Pに等しい。 このとき, 容器内の液面と頂部間の距離は1,[m)であ った。次に図2のように質量M(kg)のおもりを容器の上に静かに置いて 十分に時間が経過したとき,容器内の液面と頂部間の距離が(m)であっ た。大気圧Pを1, k. M, gおよびSで答えよ。 つ)図2のとき、容器内の液面の高さは外よりhalm)だけ低かった。h。をM Sおよびpで答えよ。

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Physics Undergraduate

この3問がわかりません💦 物理学です!

[2] 右の図のような座標系で質量 m の物体の落下を考える.ただし重力加速度の大きさ x をgとする。 (1)抵抗力の効果が無視できるとしたとき,この座標系における物体の運動方程式を示せ。 ただし速度を vとする。(3 点) h 解答 運動方程式を立てることは dp = F dt の物体にはたらいている力を具体的に与えることを意味します。 mg (2)この物体を時刻t= 0 でx=h から落下させる際に,非常に高速な初速 voでうちお ろしたとする。このとき,物体の運動方程式を示せ.(3 点) 0 解答 初期条件により積分定数が与えられることに注意して運動方程式を解く。 (3)(2)の状況で抵抗力を無視できない場合を考えよう、このとき抵抗力はf= mkv? と速さの 2 乗に比例する力と して表すことができるとする.ただし,k は正定数とする。今の場合,物体の運動方程式を示し,それを解くことで速 度を求めよ、(3 点) 解答 *授業内で行った速度に比例する抵抗力と考え方は同じ、 *ただし,積分の計算には工夫が必要(有理関数の積分) Remark (A+ B)a+ (B- A)b a? - b2 1 11 A B a? - b2 (a+ b)(a - b) a+b a-b なので,この式を満足する A,Bの組は A+B= ,B-A= 0. 以上より a 1 1 1 11 a? - b2 2a a+b a-

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