(4)の解説の3行目の式はどうやって導くのか教えてください！

図のように長さLの軽い糸の一端を点0に固 13 定し,他端には質量 m のおもりをつけ振り子を Q 0 lo°作った。点0の真下でOから-Lの位置Pには L 2 釘がある。いま, 糸がたるまないように点0 と同 じ高さQまでおもりをもち上げて静かにはなした。 おもりが最下点Rを過ぎると, 糸は釘に引っかか り,釘を支点として振り子がふれる。重力加速度の 大きさをgとして以下の問いに答えよ。 (1) おもりがQからRに達するまでに,糸がおもりに対してする仕事はいくらか。 P L 0 S R R (2) おもりが最下点Rに達したときの速さはいくらか。 (3) 鉛直方向と糸のなす角が0となる点Sにおもりが達したときの速さはいくらか。 Cos 2 2 点Sにおもりが達したところで糸が突然切れ, おもりは放物運動をはじめた。 この放物運動で、お もりが点Rと同じ高さの点 R' を通る瞬間の,おもりの速度と水平方向がなす角度は aだった。 (4) 0=60°の場合, cosa の値を求めよ。 m(チ- -og9): n 2。 Cos s

この問題の(3)についてです。私は光学的距離を利用して解こうとしましたが解答とは答えが合いません。どこがおかしいんでしょうか。

208 波動 72 レンズ 容器の底に小さな光源を入れ,光源の真上 10cmの高さのところに,焦点距離8 cmの薄 い凸レンズL」を水平に置く。 (1) 光源の像はL」の上方または下方何 cm にできるか。その像は実像か虚像か。また, 像の大きさは光源の大きさの何倍か。 (2) Liの高さを変え,しかも実像象が(1)の場合 と同じ位置にできるようにするには, Li を 上下どちらへ何 cm 動かせばよいか。 次に, Liを最初の位置に固定する。容器に 前。 方物 (光 光源 HC 透明な液体を4cmの深さまで入れたところ, 光源の実像がLIの上 方 72cm のところにできた。 (3) この液体の屈折率はいくらか。 (1) レ b 次に,液体を取り除き,焦点距離 12cmの薄い凸レンズ L2を Li1の 上方に光軸を合わせて置いた。 (4) Li, L2による光源の像がL2の下方 24cmの位置で虚像となるた 倍 めには, L2をL」から何 cm離せばよいか。また,その像の大きさは 例立に 光源の大きさの何倍か。 立の日 最後に,L2のかわりに焦点距離 12cmの薄い凹レンズL。をL」の上 2) LL 方 30cm に光軸を合わせて置いた。 (5) Li, Lsによる像は Lsの上方または下方何 cm にできるか。また。 と保 1/ その像は実像か虚像か。 (熊本大+東京電機大) Q Level(1), (2) ★ (3), (4) ★ (5) しっ Point & Hint レンズの公式は符号を含めて扱えば,1つの式ですむ。 4. 状態に 6, f は次図のようなケースがスタンダード(正の値)となっている。 (3)屈折率nの液体中,深さ Dにある物体を真上から見ると,屈折のため見かけ の深さは n D となる(エッセンス(上) p 127)。 :の の5 ン 0 v の能

カッコの3番です。なぜ、マイナス39.2メートルをつかえるのでしょうか？この求め方だと、自由落下の時間になりませんか？射法投射は自由落下の地面に達するまでの時間とは一致しないというのが頭にあって、この回答がりかいできませんでした。

必要があれば 2sin@cos0=sin28 19.6m/s 39.斜方投射 30°上方に初速度19.6m/s で投げた。重力加速度の大きさを 9.8m/s° とし,次の問いに有効数字2桁で答えよ。 (1)投げてから最高点に達するまでの時間もは何秒か。 (2)最高点の高さHは地上何mか。 投げてから地面に達するまでの時間tなは何秒か。 (4) 小球が地上に落下した点と塔の間の水平距離/は何mか。 地上 39.2mの高さの塔の上から,小球を水平か 30° 39.2m 例題9,42 きがじてき, 時間がくなればっ広くましいく T田 a 肉た今オ 明頭 2

物理　画像のライン部についてですが、なぜそうなるのか、なぜ分力として考えるのは間違っているのかを教えて下さい

16:40 3月30日(火) 全 33%■ 日本物理教育学会北海道支部会報「物理教育研究 Vol.42」 (2014) の反作用である.R は,通常,抗力と呼ばれる.抗力とは, えているのかも知れない.はじめは抗力だけを書くように指 先の Wikipedia の表現を借りるなら,「物体が面を押してい るとき,作用反作用の法則により,同じ大きさで反対向きの, 固体の面が物体を押し返す力」(一垂直抗力の場合にあった 導することで,このような誤解を減らせることを期待したい。 力の作用点については,高校物理では,これまではあまり 重視されてこなかった気がする.しかし,力が“どこから” “垂直な成分に対し”の部分がない)となる。 はたらくのかは,力が “何から” “何に”“どのように” 筆者が本稿で提案したいのは,高校では,現在の主流であ る最初から垂直抗力と摩擦力を別々に書く方法ではなく,面 倒でも2段階に分けて,はじめは抗力だけを書き,その次に はたらくかに負けず劣らず,正しい力の概念を形成する上で 相当重要であるように筆者は思う、垂直抗力と摩擦力の作用 点が離れているような図は,定評のある書籍類ではさすがに 垂直抗力と摩擦力に分解するという指導である。 例えば,斜面にのっている物体にはたらく力を考えるとき は,次のようになる。 見たことはないが,例えば,垂直抗カ,摩擦力,重力がすべ て同じ作用点から出発している図一 その方がベクト ルを合成するときに便利だからという理由からだろうが一 ー-ーは見たことがある1,このような図は教育的ではない ので,高校の指導では絶対に書いてほしくないと思う. 最後に,これとよく似た話を紹介してこの節を終わろうと 思う,滑らかな斜面上の物体の運動の指導の際,加速度は, 垂直抗力と重力の合力により生じると説明すべきところを 重力の斜面下向きの分力により生じるとする説明を時折見 かけるが,このような指導は不適切だからやめるべきである, との主張がある。厳格過ぎると思われる向きもあるかも知れ ないが,ニュートンの第2法則の本来的な意味を考えると, 十分背ける主張である。物理教師は,斜面上の物体の問題を 見ると,条件反射的に,重力を斜面の平行方向と垂直方向に 分解するが,度が過ぎて,最初から重力を斜面の平行と垂直 の2方向に分けた図を書いてしまうと,このような異に陥り mg 図4 抗力Rは条件や状況によって様々である。 物体が静止または等速直線運動している場合のRは,大き さが mg に等しく向きは鉛直上向き,作用線は重力の作用線 やすくなる。注意が必要である。 に重なる。 (図4) H r!日 A エ」A T! デ +1L 」 ミ1。 L!吉

94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか？

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新

(2)教えて下さい🙇‍♀️

(D図のよな,容積4.0×10-mの容器Aに 2.0mol, 4, B 積6.0×10-?mの容器Bに3.0mol, 127℃の気体を入れる。いずれも単 原子分子からなる理想気体である。周囲と熱のやりとりはないものと し,気体定数を8.3J/(mol-K)とする。コックを開いたときについて」土 分に時間が経過したとき、容器内の気体の圧力はいくらになるか。 内部エネルギーの保存から十分に時間が経過したときの温度を求める。 4.0×10-2m 6.0×10°m 3ml 2 mal (27 T- 360k し 87 C 「3 ()2 R 300+で3·円f00 「U-wAT, 3り V- よ) J 3 °、t :3MTO0 ,5-R.T 27) 2 十分に時間が経過したときの容器で状態方程式をたてて、圧力を求める。 PV-nRTさ) P. hAT V 5x8.32273t87) foX(6 1.5×10° (2)容積が 6.0Lの容器A と 3.0L の容器Bが,コックKをもつっ細い管で A K B つながれている。はじめ, コックは閉じられており, Aには温度27°℃, 圧力 1.0×10Pa, B には温度27℃, 圧力 2.5×10°Pa の空気が入れられ 6.0L 3.0L 5 1,0X10 p円2,5×10 ている。気体定数を 8.3J/(mol-K)とし, 細い管の容積は無視する。 コックを開いて十分に時間が経過すると」ュ_窒器内の温度はともに27°℃となった。容器内の 圧力はいくらになるか。 コックを開く前と後で物質量の和が一定なので、 開く前のA.Bと開いた後の物質量を状態方程式よりそれぞれ求める。 33 1Lニ10M (In-100L) 000 2x103 のoe)x 60x6リー Pa x(@x10). R音が ① 12.5X10)×(3.0X/0°) -Bx(4x10) -3 X/D X/0 Pe o 5.5. X10 5.5 t 3 6 55 ta 9 p. 27 (1)1.5×10°Pa (2) 1.5×10Pa

何故うなりが聞こえなくなったから438Hz何ですか？ 教えてください。🙇‍♀️

振動数のわからない音Aと, 振動数が440 Hz のおんさの音を 444 同時に生じさせたところ,うなりは1秒あたり 2回開こえた。 次に440 Hz のおんさにおもりを取り付け, 音を同時に発生さ せたところ,うなりは聞こえなくなった。音Aの振動数を求 めよ。 2回/s = 1fa- 440 Hzl 442H2 #Rは 438H2 クなりが A08H2 聞ええなくなったので

(3)がわからないです。 2枚目に、？でくくったとこがあります。教えて欲しいです🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️

第皿章波動 合 a231. 気柱の共鳴 ガラス管の口にスピーカーを置き, 振動数6.0×10°Hzの音波を送る。ピストンを 矢印の向きにゆっくりと移動させていくと, ビストンの位置が管口から 12.7cmのときにはじめて音が 大きくなり,40.2cmのときに再び音が大きくなった。 次の各問に答えよ。 2 40.2cm 71) この音の波長は何mか。 12.7cm ピストン (2) この音の速さは何 m/s か。 (3) 3度目に音が大きくなるのは,ピストンの位置が管口から何 cmのときか。

写真縦向きでごめんなさい😰この問題教えてください😭

のSL 4 浮力の計算 笛度が一様な物体を水 (密度 。。 【kg/m']) に浮かべたところ、物体の体積Y imリ の4分の3が水面より下に沈んだ。 重力加速度の大きさを g [my) とす る。 この物体の密度 。 [kgJm?) を求めよ。 の ンジウン

(2)の問題が解説を読んでもよく分かりません！誰か教えて下さい

円 右図は、* 軸上を運動する物体の *-7 図であ る。以下の各間いに答えよ。 G) 800 秒間の平均の速さ ゎ(m/s] を求めよ。 12.0 ②) 時刻 4.0 秒における朋間の速さ 2[m/s] を 求めよ。 SN [ml 4.0 0.020 2060 802Sh