物理基礎の問題です！ 類題の（4）を教えてほしいです！！ よろしくお願いします🙇🏻‍♀️՞

例題① 電熱線による発熱 1kWh=10Wh=3.6×10J 3.6×10³ J ある長さの電熱線に100Vの電圧をかけると, 消費電力が400W であった。 次の問いに有効数字2桁で答えよ。 ただし, 電熱線の単位長さあたりの抵抗値 は変わらないものとする。 (1) 電熱線には何Aの電流が流れるか。 (3) (2)電熱線の抵抗値は何Ωか。 かかるか。 ただし, 電熱線の発熱量の30%は周りに逃げるものとし, 水の この電熱線を用いて, 16℃の水300gをあたためて100℃にするには何s 比熱は 4.2J/ (g・K) とする。 Gato 指針 (3) 水が得た熱量は, 電熱線で発生したジュール熱の70%に等しい。 解 (1) 電熱線に流れる電流をI [A] とすると,「P=VI」より、 400 W 400W =100 VXI よって, I= p.199式(7) =4.0A 100V p.192式(3) (2) 電熱線の抵抗値を R [Ω] とすると, オームの法則 「V=RI」 より (3)かかる時間を [s] とすると,「Q=Pt」 と 「Q=mcAT」 より, 100V よって, R= 100V=R×4.0A =25Ω 4.0 A p.125式(3) よって, t=3.78×10°s≒3.8×10's 84- p.199式(8) 400Wxtx0.70=300g×4.2J/(g・K)×(100-16) K 類題1 例題①の電熱線を、 元の80%の長さに切って, 100Vの電圧をかけた。次の 問いに有効数字2桁で答えよ。 (1) 電熱線の抵抗値は何Ωになるか。 (2) 電熱線には何Aの電流が流れるか。 (3)このときの電熱線の消費電力は何Wになるか。 (4) 例題1の(3)と同じようにして水をあたためたとき, かかる時間は元の何倍か。 20

この問題の4番について質問です｡振動数はおもりの重さによっては変わらないとあるのですが，なぜですか？ おもりの数が多いほど，弦が張ることになるので，音が高くなると思ってました｡（ギターみたいな感じで）

(3) Hz である。 また, a=35cm をそのままにし, おもりを4倍に増やし たとき, 弦は共振しなくなった。 弦を再び共振させるには,Bを 少なくとも (4) cm 右に移動しなければならない。 64 弦の共振 全体の長さが120cm 質量 1.8g の弦の右端に滑車を通して質量 6 kgのおもりをつるし,振動源Sによって弦を振動させる。 この弦は, コマBを動かすことにより任意の一点を固定できる。 弦の張力はどこ も同じで,振動する AB間の距離をα, 重力加速度を10m/s2とする。 問1 コマBを適当に動かすと, a= 30cmで弦が共振する。 さらにB を右に移動していくと, a=35cm で再び弦が共振する。 したがっ て,弦を伝わる横波の波長は (1) cmであり,このときのAB 間の腹の数は (2) 1個である。 またSの振動数は (1) 振動数 fと波の速さが変わっていないの で、波長も変わっていない。 Aが節で今こ とに節があるから, Aから30cmの範囲の定 常波の様子は同じこと。 そこで,Bを右へ だけ移せば再び共振する。よって .. 1 = 10 cm 5cm ごとに腹が1つずつあるから 35÷5=7個 B =35-30 2 2 2 (2) 2 (3)密度は p = 1.8×10-3 120×10-2 B< [kg] と [m〕 を - = 1.5×10-3 kg/m 用いること v = mg P 6 × 10 V1.5×10-3=200m/s 2 もとの弦と同じ材質 同じ長さで, 直径が2倍の弦に張り替え て, αを30cmにし, おもりの質量を6kgに戻す。 このとき弦は 共振し, AB間の腹の数は (5) 個となる。 また, AB間の腹の 数を3個とするには, Sの振動数を (6) 200 v=fa より - f === 10 × 10-2 = 2000Hz (4) はじめはVP Img =fx.......① Hz とすればよい。 mを4倍にしたときの波長を とすると,fは< ①を見て,m を4 倍にすると A B 変わっていないから V p 4mg =fv.......② 2倍になると即断 したい。 S 中にス ② より 2= =24=21=20cm ① 1 (上智大) ・B' Level (1)~(4)★ (5),(6)★ Point & Hint 隔は (1) (2) 弦が共振するのは, 両端が節となる定常波ができるとき。 節と節の間 2 だから、弦の長さが1の整数倍に等しいとき,共振が起こる。 弦の長さが4=10cmの整数倍のとき共振するから、35cmより大き い次の値としては 40cm。よって,5cm 動かせばよい。 A 2 (5)直径を2倍にすると, 断面積が4倍になる から、密度も4倍になる。 波長を入とす ①からを4倍にす ③れば入は1/2倍と即 mg=fie ......③ 断できる。 ると V 40 この問題のような状況では,Sはおもりの重力 mg に より1=4 ∴ A2 = =5cm 2 12= cm ごとにあるから 30÷2=12個 は v [m/s] はv= (3) 弦の張力をS〔N〕, 線密度をp 〔kg/m〕 とすると, 弦を伝わる横波の速さ 等しい。

t=0.5になぜなるのか分かりません。 自分で計算してみたのですが、√1になりました 教えてください。

③高さ 4.9m/s のところから水平投射して、 12m 前方に落下させるためには何m/sの さで投げ出せば良いか。 • 高さ4.9m を落下するのにかかる時間は . 1/2 x 9.8 × f = 4.9 よりt = 0.5 0.5秒間で12m進む速さは24m/s なので 水平方向に24m/s で投げ出す。

問62の（2）（3） 問63の（1）　は なぜ2乗が答えなんですか 例えば、問62の（2）は980Jじゃダメなんですか

62 仕事の原理数 p.72 水平面と30°の角をなすなめらかな斜面 にそって質量20kgの物体をゆっくり引き 上げる。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 130° (1) 引き上げるために必要な力の大きさ F][N] を求めよ。 (2) 斜面にそって10m引き上げるのに必要な仕事 W [J] を求めよ。 (3) この物体を、 同じ高さまで斜面を利用せず鉛直上方に引き上げ るのに必要な仕事 W2 [J] を求めよ。 (1) 物体を引き上げる力は重力の斜面にそった成分とつりあってい る。 直角三角形の辺の長さの比より F (20×9.8)=1:2 2F =196 よってF,=98N (2) 斜面にそった力は 98N なので, 「W=Fx」 より ☆ W,=98×10=9.8×10°J 162 (1) 98 N (2) 9.8×10°J (3) 9.8×10°J 斜面を使って物体を引き上げる と力は小さくてすむが, 引き上 げる距離が長くなり、 鉛直上方 に引き上げる仕事と等しくなる。 860 F 30° 30° 30° 20×9.8N (3) 斜面にそって10m 引き上げたときの高さは、直角三角形の 辺の長さの比より (2) 10m h① h: 10=1:2 30V よってh=5.0m 物体を鉛直上方に引き上げるために必要な力は重力とつり あっているので20×9.8N となる。 「W=Fx」 より W=Fzh=(20×9.8)×5.0=9.8×10°J 63 仕事率 数 p.73 63 次の各々の場合の仕事率 P[W] を求めよ。 (1) 40W (1) 質量 25kgのトランクを水平方向に20N の力で引いて, 力の向 きに10m 動かすのに 5.0秒かかった。 (2) 1.8×10'W (2) 揚水ポンプを使って, 高さ9.0mのタンクに水 6.0×10kgをく・・ み上げるのに 49 分かかった。 重力加速度の大きさを 9.8m/s^ とする。 仕事率は1秒当たりの仕事の量 なので、 時間の単位を秒になお して計算する。 (1) トランクの質量は仕事に関係しないので、 仕事率の式 [P= = -」 より W Fx t t 20×10 P= -=40W 5.0 (2)49分は49×60秒となる。 仕事率の式 [P= =」より P= (6.0×10)×9.8×9.0 49×60 =1.8×10W 第3章 仕事と力学的エネルギー 41

(2)です、ピンクマーカーのところなんですが、 なんで-19から+19なんですか？

122.電子の移動図同材質、同半径の金属球 A,Bがある。 金属球Aは-8.0×10-10Cに帯電しており、B は帯電していない。A,B以外のものとの電気の出入りがない状態で金属球AとBを接触させたら,Aのもって いた電荷がAとBに二等分された。電子の電気量は1.6×10-19C であるとする。 (1)電子はAとBの間で,どちらからどちらへ何C移動したか。 (2) 移動した電子の数nを求めよ。

94の解説の線が引いてあるところは公式だから cosだというのはわかるのですが 95の線が引いてあるところは 引き上げるからsinなのか公式だからsinなのかどちらですか？

第5章■ 仕事と力学的エネルギー 45 第5章 仕事と力学的エネルギー ここがポイント 94 力の向きと物体の動く向きが異なる場合の仕事を求めるには, 「W=Fxcos!」 を用いる。 解答 加えた力,重力, 垂直抗力(大きさ)の した仕事をそれぞれ W1, W2, W3 [J] と すると, W=Fxcose」 より (1) W=4.0×2.0× cos30° 4.0 N N 30° 4.0 cos 30° N 0-8- ②2 √3 =4.0×2.0× 2 10 N 4.0 130°0 =4.0×2.0× 1.73 2 -=6.92 から求 れる。 v3 6.9J 95 0905cos 90°-0 (2)W2=10×2.0×cos 90°=0J (3)W=N×2.0×cos90°=0J 1 ここがポイント L'Orxa L'OIXQ.= =(0,-) 力と移動方向が垂直な場合, 仕事は0である。 解答 (1) 物体を引き上げる力は重力の斜面にそっ た成分とつりあっている(図a)。 よっ て 斜面を使うと物体を引き上げる力は小さくなるが, 引き上げる距離が長くなる。 そのため, 同じ高さ まで鉛直上方に引き上げる場合と、仕事は等しくなる。=20×2=0x8.06 AL F〔N〕 ② 40 130° F=20×9.8×sin 30°=98N ③ 1 「ゆっくり」 引き上げる とは、力のつりあいを保ちな がら引き上げることである。 (2) 斜面にそって引く力は 98N なので, 仕事 の式 「W=Fx」 より 図a W=98×10=9.8×102J (3) 斜面にそって10m 引き上げたときの高 20×9.8N となる。 「 W=Fx」 より 3 W'=(20×9.8)×5.0=9.8×10²J さん [m] は,図bより 10m、 2 th=10×sin30°=5.0m 30° としてもよい。 物体を鉛直上向きに引き上げるために必 18.e 117 30° 要な力は重力とつりあっているので 図 b 3 斜面を用いると, 引く力 を小さくすることはできるが, 仕事を減らすことはできない (仕事の原理)。 手30°20×9.8 N 2 直角三角形の辺の長さ の比よりん:10=1:2 h=10×12=5.0m さ

246の3番の問題で解説の2行目の√2はどうして消えたんですか？

245 平均運動エネルギー 温度 200Kの気体1分子の平均運動エネルギーは何 か。気体は理想気体とし,ボルツマン定数を 1.38×10-23J/K とする。 246 気体分子の運動 同じ温度の水素 (分子量2) と酸素 (分子量 32) がある。 の量について,酸素分子での値が水素分子での値の何倍か答えよ。 (1)1分子の質量 (2)1分子の平均運動エネルギー (3)二乗平均速度

1/2になるのはどうしてですか？ 教えてください🙏🏻‎

183 斜面上のばね振り子 傾角0のなめらかな斜面上で, ばね定数のばねに質量mのおもりをつけ, ばねが自然の長さ となる位置で静かにはなしたところ単振動を始めた。重力加速 度の大きさをg とする。 Ommmmmmmm (1) ばねの自然の長さからの伸びの最大値 xはいくらか。 (2) おもりをはなしてから, ばねの伸びが初めて最大になるまでの時間 t を求めよ。 {} 例題 38 190, 191, 193

(2)について。 bc間の電圧を求めるのに、R3の抵抗を用いないのは何故ですか？

解説動画 基本例題28 抵抗の接続 (1) ac 間の合成抵抗はいくらか。 図のような電気回路について,次の各問に答えよ。 基本問題 232 233 234 R2 (2) bc 間の電圧はいくらか。 R2 の抵抗には 0.80Aの電流が流れている。このとき, 以下の各問に答えよ。 SS R₁ 6.0Ω a C R3 4.0Ω 12 (1) 第1章 電気 (3) ac 間の電圧はいくらか。 指針 2.012 (1) 並列に接続された R2, R3 の合 成抵抗を求め,その合成抵抗と直列に接続され た R との合成抵抗を求める。 (2) R2, R3は並列に接続されており,等しい電 圧が加わるので, R2 に加わる電圧を求める。 (3) ab 間, bc間のそれぞれに加わる電圧の和が, ac 間の電圧である。 (3) R3 を流れる電流を I3 とすると,オームの法 則から, V DC 13-R3 = 4.8 12 =0.40A は, R2, R3 を流れる電流の を流れる電流I 2に等しい。 L=0.80 +0.40=1.20A ac 間の電圧 Vac は, ab 間の電圧 Vab, bc 間の 電圧Vbc の和に等しい。 解説 (1) 並列に接続された R2, R3 の合==4.0×1.20=4.8V 成抵抗を R' とすると, Vac=ab+Vbc=4.8+4.8=9.6V 1 1 1 1 + 1 + R'=4.0Ω R=R+R'=4.0+4.0=8.0Ω (S) Point 電気回路の問題では, 直列接続, 並列接 続の特徴を把握することが重要である。 直列接続… 各抵抗を流れる電流は等しい。 R' R2 R3 6.0 12 ac 間の合成抵抗をR とすると, (2) 求める電圧を Vbc, R2 を流れる電流をI と すると, オームの法則 「V=RI」から, Vbc=RzIz=6.0×0.80=4.8V (各抵抗の電圧の和)=(全体の電圧) 並列接続…各抵抗に加わる電圧は等しい。 (各抵抗の電流の和)=(全体の電流)

1の(1) λ＝2、T＝0.40は分かります 何故vは0.5ではなく-0.5になるのでしょうか このマイナスがどこから来てるものか、なぜマイナスなのか教えていただけると助かります

演習問題 1 波形の移動 (p.148~155) 図は,x軸上にそって進む周期 0.40s の正弦 y[m] 波の 時刻 t = 0s での波形を表している。 [link] この章の 要点の確認 0.25 5 この瞬間 原点にある媒質の速度の向きは, 軸の正の向きであったとする。 *[m] 0 1.0 2.0 3.0 -0.25- (1) 波の進む速度v [m/s] を求めよ。 ただし, 軸の正の向きを速度の正の向きとする。 10 (2) 時刻 t = 0.70s での波形を図にかきこめ。 2縦波 (p.156~158) 図は,x軸上を正の向きに進む縦波 ( nt tel はる変位を構 第3編 波