⑶ってなぜ、マーカー部分のような式が成り立つんですか？💦

272 人工衛星の力学的エネルギー 図のように,質量mの moo 人工衛星が, 地表からの高さが地球の半径と同じRである円軌 である円軌天地球 道上を等速円運動している。地表での重力加速度の大きさをg とし、地球の自転の影響は無視する。 80 RR HOOAS A m THE ○ 人工衛星 (1) 人工衛星の運動エネルギーを求めよ。 00 (2) 人工衛星の万有引力による位置エネルギーを求めよ。 ただ日 し、無限遠を基準とする。 (1) (ヒン (3) 地表で静止していたこの人工衛星を,地表からの高さが尺の円軌道にのせるた めに要した仕事を求めよ。 のの (g) 3 ヒント (3) (円軌道上での力学的エネルギー) (地表での力学的エネルギー) = (仕事)

大阪市立大学 物理 2019 問5ですが、万有引力による位置エネルギーは考えなくてよいのですか？ また慣性力を使っているので、慣性力のした仕事なども考える必要があると思ったのですがどういうことですか？

-k) 大-理系前期 のをすべて求 00/90 P, 辺BCを あるとき,P OLD 泉 l を考える. A M , β として, こで囲まれた 大阪市立大理系前期 物理 (2科目 150分) 第 1 問 (35点) 2019年度 物理 21 図1のように、地球の中心をEとし, 球形のカプセルの中心Oが,Eを中心とした等速 円運動を行っている.ここで, カプセルの重心はOと一致している. EO間の距離はであ が中心に集まった場合と等しくなることを用いて, 以下の問いに答えよ. る。 地球の質量をM,万有引力定数をGとし, 地球がおよぼす万有引力は、地球の全質量 問1 カプセルの中心の速さ, 等速円運動の周期, および角速度を求めよ. 図2のように,EとO を結ぶ直線を軸とし,Oを原点とする.EからO に向かう向き をェ軸の正の向きとする. カプセルの中に,質量の無視できる長さ 21 の細い円筒を設置し た。ここで、円筒の端はæ= -l およびæ=lであり, 円筒の中心軸は,常に軸と一致さ せている. 質量mの小球を、円筒内のx=xo (No > 0) に静かに置いたところ,軸の正の向きに動 き始めた.ここで,小球は円筒の中を, x軸にそって, なめらかに動くことができる.小球 の質量はカプセルの質量に比べて十分小さく,また, カプセルと小球間に働く万有引力は無 視できるとして、以下の問いに答えよ. 間 2小球が位置π (20≦x≦り)にあるとき、小球に働く万有引力のェ成分を求めよ。た だし,1と考え,|a| ≪1 に対する近似式 =(1+α) = 1 - na を用 いよ. (1+a)^ 問3 円筒とともに回転する観測者からみたとき, 位置にある小球に働く力の成分F を の関数として求めよ。 ただし、 問2の結果を用いよ。 また, 解答用紙のグラフ に,Fをæの関数として描け.

この（４）の問題が分かりません❗ 誰か解説してくださると嬉しいです！よろしくお願い致します🙇

216.気柱の共鳴 気柱共鳴管の実験で,管口から水面を下げていっ たところ, 管口から9.5cmと31.0cmのところで共鳴がおこった。 音 速を344m/sとして,次の各問に答えよ。 音波の波長はいくらか。 (2) スピーカーから出る音の振動数はいくらか。 (3) 開口端補正はいくらか。 管口から水面までの距離を31.0cmに保ち, スピーカーから出 くる音の振動数を (2) の値から小さくしていった。 次に共鳴する振動 数はいくらか。 →例題27 S スピーカ

なぜ基本振動を考えるのでしょうか？

312 弦の振動とうなり 両端が固定された長さの一様な弦とおんさがある。 た だし, 長さは変えることができ, 弦の張力は一定に保たれている。 また, 弦から出る 音は基本音とする。 まず, 1,00m にして弦をはじき、同時に振動数 200Hz のおんさ を鳴らしたら, 弦から出た音とおんさから出た音が干渉して毎秒8回のうなりが生じた。 次に,7を少し長くして弦をはじき, おんさを鳴らしたら, うなりが生じなかった。 (1) l-1.00mのとき, 弦から出た音の振動数fは何Hzか。 (2) 弦を伝わる波の速さは何m/sか。 (3) うなりが生じなかったときの弦の長さは何mか。 ->303

核融合反応について、(2)でHの原子量が１であるからHの原子核数はアボガドロ数6.0×10^23個であるという説明がわからないです。噛み砕いて説明してくださるとありがたいです。

図ここがポイント 1000J (1000J/s 1000W) のエネルギーを1時間使ったときのエネルギーのことである。 量は1であるから, アボガドロ数個のHの質量が1gである。 電力使用量 (kWh) とは、毎秒 核融合においても, 反応で失われた質量 4m によるエネルギーE=Amc² が解放される。 Hの原子 347 (1) この反応で失われる質量 4m 〔kg〕は =4.388×10-29kg ⊿m=(1.6726×10-27) ×4-{(6.6447×10-²7) + (9.1×10^31)×2} よって E=mc² = (4.38×10-29) × ( 3.0×10) 20 = 3.942×10-12 ≒3.9×10-12 J (2) H の原子量は1であるから, 1g の H の原子核数はアボガドロ数 るので 6.0×1023個 である。 H 原子核4個によって(1) のエネルギーが解放され N 4 W=EX- ×- = (3.94×10-12) X- =5.91×10"≒5.9×10" J (3)1kWh=1000W x 1h = 1000J/sx3600s=3.6×10° J 6.0×1023 4 であるから, 平均的な家庭が1年間に消費するエネルギーは 300 (kWh)x (3.6×10×12(か月分) = 1.296×10'J よって, 求める年数は (2) の答えを用いて 5.91 x 1011 1.29×1010 ≒46年 である。 1 有効数字は2桁であるが, 途中式や前の答えを引用する ときは1桁多くとる。

0.29ｇ減少するのにそのうち6×10-3ｇしかα粒子が出ない計算になっているのですが、残りのｇは何に変わってしまうのですか？

Cu 者 進入 の する 検 ここがポイント 342 α 崩壊では He の原子核 (a 粒子) を放出する。 崩壊によってポロニウム原子核の数は減少し,残っ 「」に従う。ポロニウムが1個崩壊するたびにœ粒子を1個放出 た原子核の数は崩壊の式「N No (1) ² するので,放出したæ粒子の数は崩壊したポロニウムの数と等しい。原子核の質量は近似的に質量数 に比例する。 崩壊の式の の値が整数ではないときは,両辺の対数をとるとよい。 T 解答 (1)α 崩壊は,原子核が He 原子核を放出するので, 原子番号Zは2,質 量数Aは -4 だけ変化する。 よって 質量数 A=210-4=206 原子番号 Z=84-282" (2) 崩壊の式「N=(1/2) 17」において、原子核の数は質量に比例する。 初めの質量 Mo (= 1.0g), t日後の質量を M〔g〕 とすると 6=(1/2) ² = M₁ ( 12 ) + ² N M No Mo ① t = 69 日 のとき M = 1.0× M=Mol 69 138 1x (12/1)-(2/2) - // 4 m 210 0.29 276 138 √2 2 2 t=276日のとき M = 1.0× 0x (-1/2) =(1/2)=14=0.25g .≒ 0.71g 69日間に崩壊した 288Po 原子核の質量は 1.0-0.71=0.29g 28 Po 原子核と α 粒子 (He 原子核) の質量比は原子核の質量数の比 210:4としてよく崩壊した 288Po 原子核数は放出したα粒子数と等 しいので, 求める質量をm〔g〕 とすると よってm=0.29× -≒6×10-3g 4 210 原子番号 82は鉛Pbなの で,このα崩壊は 2PO206Pb+¹He という反応式で表される。 2 厳密には陽子と中性子の 質量に微妙な差があるが, 本 問ではこの差を無視している ので,質量比=核子数の比= 質量数の比としてよい｡

【物理光の性質】垂直に入射してSに戻る想像ができず よくわかりません。図で教えてくださる方いませんか？

であ 33 必解 276 フーコーの光速測定 右図のような点を中心に回転 できる平面鏡 M, と, 0 を中心とする半径L [m]の球面鏡 M2 th がある。 LITOO M2 ① 20 m+E -L- (1) M, を固定して点Sから光線を0に入射させると、M1, M2 で反射した光線はどこに戻るか。 また M, を0 [°] だけ 回転した位置 (右図の破線) に固定したときはどうか。 ( 2 S を出た光が, M, で反射してからMに達し、再びMに戻ってくるまでに M, が [°] だけ回転したとき, M, に戻ってきた光線は, M, で反射した後にどう進むか｡ (3) M, 1s間に回転させる。 Sから出OM2 を往復し、再びM, で反射された光 線が OS となす角度をα[°] として, 光速 c[m/s] を n, L, α を用いて表せ。 20=d M1 te

【光の屈折】 ①これの臨界角i とはどこのことですか？ 角rの違いと分かりません。 ②CA面への入射角が60度だから全反射起こる理由も分かりません。 ③そして2枚目の続き写真なんですけど、どっちに屈折するのかどうやってわかるんですか？

例題20 光線の経路 空気中に屈折率が、2の透明な物質でできているプリズ ム ABCがある。 このプリズムのAB面に垂直に入射した 光線の経路を作図せよ。 ただし, AB面で反射した光や プリズム内で2回以上反射した光は考えなくてよい。 ●)センサー852回目はん 屈折の法則 sin i N₂ sin r n1 n : 物質 2 : 物質 臨界角 2 sin io=112 = n12 8 第Ⅲ部 波 の絶対屈折率 の絶対屈折率 N₂ √√2-sini 3.0 x 10+ 3.0 x 10° ■解答 屈折率 n =√2より 臨界角を 求めると. 大きい小さい 全反射 Sikz sin 30° 277 278 279 280 282 283 A 160° sin i = よって, i = 45° CA面への入射角が60°(>i) だから、 全反射が起こる。 BC面で屈折の法則より ゆえに, sinr= 1 √2 A 15.0×10°[m] B 60 ( 1 Sin sin √2h よって, r=45° なので、上図のような経路となる。 13 30% 30°p 30° -30° STOP

【物理、光の性質、フィゾーの光速測定】 2枚目に書いたんですけど、これが質問です。 ずっと考えても調べても出てきませんでした。 教えて欲しいです

例題 フィゾーの光速測定 AP₁ ・ゾーは、右図のような装置を用いて, 初めて地球上で光速を測定した。最初,歯車 止まっているときには、歯の間を光が通り, 遠くにある平面鏡に反射して再び歯の間を通 り抜けて戻ってくる。歯車を回転させると, 光が反射して戻ってくる間に歯が動くので 回転数を上げていてことで反射光が歯に遮ら れてしだいに暗くなる。 さらに回転を速くし ていくと,再び明るく見えるようになり, 最 でも明るくなるときの回数から光速が求められる。 いま 歯数4000の歯車を用い ると、回転数が毎秒201 回転数が毎秒20回になったときに初めて最も明るくなり、光速の値として /3.0 x 10°m/s が得られた。 歯車と平面鏡との間の距離はいくらか。 Plate UTA 2 反射光が一度暗くなって再 び明るくなるのは, 歯が1コマ 分だけずれたことによる。 センサー 84 フィジーの光速測定 歯がコマ分回転した時 間と、光が歯と平面鏡と の間を1復めた時間とが 4個/IS 1849年,8.6kmの距離に光を往復させて光速測定を行った。 1960 半線の奴 光源 3.0×10+ S 観測者 解答 反射光が最も明るく見えるのは、歯 車の歯が1コマ動く間に, 光が歯車から 平面鏡までの距離L [m]の区間を1往復 2L 3.0×10° ハーフミラー このときするときである。 光の通り道を1s間に 通過する歯の数は、 1000×30=3.0×10 [個/s] 歯車の歯が1コマ動くのに要する時間は、 るから、 1 id H 歯車 V ･276 1 3.0×10^ 平面鏡 1コマ 光 sであ NA-AM ゆえに, L = 5.0×10'[m〕

物理基礎の熱量の保存です 答えは0.38らしいのですが、なぜそうなるのか分からないのでおしえていただきたいです

15 類題1 熱容量が 84J/K の容器中に 170gの水を入れ, 全体の温度を24.0℃とした。 この中に, 90.0℃に熱した質量100gの金属球を入れたところ、全体の温 度が27.0℃になった。 金属の比熱 c[J/(g・K)] を求めよ。ただし, 熱は水, 容器,金属球の間だけで移動し,水の比熱を4.2J/(g・K) とする。 ヒント 「高温の金属球が失った熱量 = 低温の (水+容器)が得た熱量」となる。