①がわかりません。 初めに求めた平均の速度を平均の加速度を求めるときに使わないのはどうしてですか?

抵抗 Chapter 2 平面内の運動 Step 1 ① 平均の速度の向きは,変位 AB の向きと同じ。 よって, A からBの向き 150807 また、平均の速度の大きさ(m/s] は, |4| 3.6 4t 2.0 平均の加速度の向きは、速度の変化の向きに等しい｡ よって, 南東向き また、平均の加速度の大きさ|[m/s2] は, |45|_ 2.0/2 |||= 4t 2.0 |5| = RE GO+JEST A = 1.8[m/s] ≒1.0×1.41=1.41≒1.4[m/s2] ② 川上を正の向きとして, 川上に向けて泳ぐときの速さv[m/s] は, 'v=1.6+(-1.2)=0.4[m/s] 川の流れに対して垂直に泳ぐときの速さ 〔m/s〕は,右図のよう にベクトルを合成して, v' =√1.62+1.22=2.0[m/s] VA 3.6m 点Aを通過したときの速 度をv, 点Bを通過した ときの速度をとすると, ベクトル図は以下のように なる。 2.0m/s ① p.9 a Av VB IC 物体の速度は、図のように分解できる。 成分とy成分のそれぞ2.0m/s 2

物理、水平ばね振り子の質問です。 問2の答えの下から6行目の「単振動の角振動数はω^2=k/mを満たす」のところなんですけどどうしてこの式になるのか教えてほしいです🙇‍♀️

SEOS 50. 水平ばね振り子 06分 ばね定数kの軽いばねの一端に質 量mの小物体を取り付け, あらい水平面上に置き, ばねの他端を 壁に取り付けた。図のようにx軸をとり, ばねが自然の長さのとき の小物体の位置を原点 0 とする。 ただし,重力加速度の大きさをg, 小物体と水平面の間の静止摩擦 係数を μ, 動摩擦係数をμ'′ とする。 また, 小物体はx軸方向にのみ運動するものとする。 0 問1 小物体を位置 x で静かにはなしたとき, 小物体が静止したままであるような, 位置xの最大値 XM を表す式として正しいものを、次の①~⑦のうちから1つ選べ。 ME 2006 ① ② (3) ③ 2μmg k μ'mg μ'mg ④0 (5) 6 ⑦ 2k k 問2 次の文章中の空欄ア・イに入れる式の組合せとして正しいものを,下の①~⑧のうちから 1つ選べ。 RYS [① (2 (3 μmg_ 2k 4 ア μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μmg k 問1の XM より右側で小物体を静かにはなすと, 小物体は動き始め、次に速度が0となったのは時 間が経過したときであった。 この間に, 小物体にはたらく力の水平成分 F は, 小物体の位置をx とするとF=-k(x-ア) と表される。 この力は, 小物体に位置アを中心とする単振動を生 じさせる力と同じである。 このことから,時間はイとわかる。 イ イ μ'mg 2k m π√ k 2π π m V k TV 2π k m k m (5) (6) (7) ⑧ ア μ'mg k μ'mg k μ'mg k μ'mg k π 2π π 2π. m k m k k m [2015 追試] k 3000000 k m m 2μ'mg k x [2018 本試]

なぜマイナスからプラス方向なのに電位がプラスなのですか

(2) 点Qにおける電場の強さEQと点における 電場の強さER では,どちらが大きいか。 また. その考えの根拠も示せ。 -0.5 M 1 2 3 4 5 3570 電荷を運ぶ仕事 次の文中の | に適当な用語,数式,または数値を入れよ。 強さE[N/C]の一様な電場中において,電気量 q [C] の電荷が電場の向きに距離d [m] だけ進むと,電荷が電場から受ける仕事は W=ア [J] となる。 右図の破線は固定された正, 負等量の電荷のまわりの 2.0V ごとの イ を表している。 3.0×10-°C の正電 荷をAからDまで実線の経路にそってゆっくりと運ぶと き, 外力がする仕事は, A→Bの区間でウ J, B→ Cの区間でエ J,C→Dの区間でオJである。 [熊本大改〕例題 72 B C D

この問題で、解説の上から2行目の電位差の計算式を見ると抵抗R₁と鉛筆の芯の符号が違くなっていると思うのですが、なぜどちらも同じ抵抗なのに符号が違うのですか？

問4 次の文章中の空欄 ア して最も適当なものを,下の①~⑧のうちから一つ選べ。 12 ① ② ③ 4 ⑤ 6 ⑦ ⑧ 図5のように、 接点TをABの中点の位置に固定すると, 電流計を図5 の矢印の向きに大きさ 5.00 ×10-2A の電流が流れた。 抵抗 R と電流計を 流れる電流が等しいため, TB間の電位差は ア Vである。 ここで, 鉛 筆の芯の TB間を流れる電流の大きさをIとすると, AT 間を流れる電流の 大きさは イより, I +5.00×10-A である。 鉛筆の芯のAB間の抵 抗値をRとすると, I = 2.25 × 10 -1 A および R = ウ |Ω と求められる。 電池 E1 3.00 V ア 1.05 1.05 1.05 1.05 1.35 ~ ウ に入れる数値または語句の組合せと 1.35 1.35 1.35 A 5.00 × 10-2A T B 図 5 A 抵抗 R1 13.00Ω 電池 E2 T1.20V イ オームの法則 オームの法則 キルヒホッフの法則 キルヒホッフの法則 オームの法則 オームの法則 キルヒホッフの法則 キルヒホッフの法則 ウ 12.0 20.0 12.0 20.0 12.0 20.0 12.0 20.0

次の問題に対する解説いただければ幸いです。答えは４番です。dは点Pの左側にあるのは分かりますけれど（つまりd＜０）、この問題の計算方法ははっきりしません。親切な説明お願いします。ありがとうございます！

D 次の図のようにじゅうぶんに長い2本の直線導線が紙面内のx軸上の点A(x=-α) と点B(x = a) を紙面に垂直に通っている (a>0) Aを通る導線に紙面の裏から 表に向かう向きに大きさIの電流を流し, B を通る導線に紙面の裏から表に向かう向 きに大きさ21の電流を流したところ、軸上のæ=dの位置で磁場の大きさが0に なった。 問4 ① - 3 ⑤ -a 1/3 2-2 はいくらか。 正しい値を、次の①~⑧の中から一つ選びなさい。 (6) O 1 2 (3) You B ⑦ 2 a 21 4 83 1 3 16

問10の振動の中心が下にずれるのは何からわかりますか？

36 単振動 ③ 図のように、 エレベーターの天井にばね定数kの軽いばねの一端 を固定し、 他端に質量mの物体を取り付けた。 ばねの長さが自然長 のときの物体の位置を原点Oとし, 鉛直下向きに軸をとり、 エレ ベーター内の人から見た立場で, 物体の運動について考える。 重力 加速度の大きさをg とする。 〈福岡大・改〉 エレベーターが静止している場合について考える。 問1 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなす と、物体は静かに振動した。 振動の中心での物体の位置zとして正しいものを、 次の ①~④のうちから一つ選べ。 zo= ① mgk ② 3 2 の解答群 ① mgk mg k 問2 物体の位置がのとき, 物体にはたらく力をk, To, πで表したものとして正しい ものを、次の①~④のうちから一つ選べ｡ ①k (x+エ) 2 -k(x+xo) 3k(x-xo) 4-k(x-xo) 問3 問2のつねに振動の中心に向かう力を何というか。 正しいものを次の①~④のう ちから一つ選べ。 ① 慣性力 ②垂直抗力 ③復元力 ④ 重力 m(g-a) k 問4 このときの振動の周期は1, 振幅は 2 である。それぞれの答として正 しいものを、 次の解答群のなかから一つ選べ。 の解答群 02x√mk ② 2π√ ②mg ma=- 2mg k 3 t₁ = と書けるから, 小物体の運動は, [④ k ③2π√ m 2mg k 2π 1 Im @ = π√ k 2 次に、エレベーターが鉛直上向きの一定の加速度で上昇している場合について考える。 この加速度の大きさをaとする。 問5 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなすと, 物体は力のつり あいの位置を中心として鉛直方向に単振動した。 振動の中心での物体の位置とし て正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 = m(g+a) ① ② 2m(g+a) 3 k mg F=-kx+u'mg=-k(x-μ'mg) 小物体の加速度をaとすると, 小物体の運動方程式は, m 4 kx=μmg よって, In=y k 問2 小物体が座標xのとき, 小物体には水平方向にばねの弾性力と動摩擦力がはたら いているから, -kx Mo -k(エードm2) よって,a=-; k (x-μ'mg) m k _mgを中心とした角振動数 69 = I= k k mg 1 k 4 2Vm mg ~000000000000 の単振動 となる。 よって, 小物体を静かに放してから次に速度が0になるまでの時間は単振 動の周期の半分になるから, 36 問1 ② 問2④ 問3 [③] 問4 1:②2:② 問5 ② 問6 [④] 問7 ② 問8③ 問9② 問10 ⑦ より, To=22 □ k m(g+a) 解説 問1 物体が位置にあるとき物体には重力 mg, ばねの弾性力 kx がはたらく。 加速度をα とすると, 運動方程式は, ma=-kr+mg より, x+g=-- ･･････(i) 振動の中心では加速度 α が0となることから,物体はx=mgを中心 mg ......(ii) とする単振動をする。よって、 am pimg 0+ | Point 振動の中心(力のつりあいの位置) では、物体の加速度は0. 速度は最大。 問2 (ii)式より mg=kx であるから, 位置xのとき物体にはたらく力は, f=-kx+mg=-kx+kro=-k(x-xo) 問3 復元力。 物体に, 力のつりあいの位置からの変位 (x-x。) に比例した力がつねに 中心方向にはたらくとき, 物体は単振動をする。 問4 このときの角振動数を400, 周期をTとし, (i) 式を単振動の式 a=-2(x-xo) と比べて Wo=₁ Vm mg 第1章 力学 問6 物体の位置がxのとき, 物体の加速度をm, k, x, x1 を用いて表したものとして 正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 =(x+x₁) ③ -(x-x₁) @ -(x-x₁) [① =(x+x₁) ② kl m [① 問7 この単振動の角振動数として正しいものを、 次の①~④のうちから一つ選べ。 V k ② k V m m ③ /2k Vm 問8 エレベーターが静止している場合と比較すると, 周期は何倍になっているか｡ 正 しいものを次の①~④のうちから一つ選べ。 倍 01/0 31 42 問9 振幅として正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 m(g-a) m(g+a) 2m(g+a) ③ 4 k k 問10 振動の中心は, エレベーターが静止して いる場合と比べて距離 アだけ に ずれている。アとイに入れる式と 語の組合せとして正しいものを、 次の①~⑧ のうちから一つ選べ。 a₁=- m k ④2m A₁=n=" ......(iii) ① ② 問10問1 問5の結果より, X1 Xo = 3 4 ⑤ (6) 1) 8 _m(g+a)_me="k ma k m(g+a) ア mak ma 2k より、 α= = 1/² {x_m(g+a)} となるから、物体はx=m(g+α) (=z) を中心とする単振動 をする。 問6 ()式で! mota) として, k( (x-x₁)(iv) 772 問7 振動の中心を原点とするX軸をとると,X=ェーエ」 となり, (iv)式は, k 自然長の位置 (x=0) が振動の端点になる。 ma k k ma mak また, 物体を自然長の位置から静かにはなすと, 自然長の位置 (x=0) が振動の端点 になり, 振幅 A, は, Aozo- mg k ma 2k (i)式はαo=(x-xa) と書ける。 振動の中心を原点としてX軸をとる m と表せるから 単振動の式 α = ² X と比べると, 角振動数 (1) は, k an √ m 問8 このときの周期をTとすると, T=2x=2x、m=To ma k k ma と、X=ェェ。 と表され, X=0 を中心とする単振動の式はαo=wX となる。 問5 エレベーターの中で観測する人から見ると, 物体には慣性力 maがx軸正の向き (鉛直下向き) に見かけ上はたらく。 物体の 加速度をαとして運動方程式は, 1a ma=-kr+mg+ma @0₁ であるから1倍である。 問9 自然 (z=0) の位置から静かに放しているから, 振幅 A, は, m(g+a) k よって、振動の中心は距離だけ下にずれている。 イ 上 上 44 6000000000 下 下 Ima エ 下 下 8 37 問1 ③ 問2 ② 問6① 問7④ 問3② 問 4 ④ 問5② 問8 [③] 問9① 問10 ④ 解説 問1 おもりがx=0 (振動の中心) より左にあっても右にあっても, x=0 に向 第1章力学

⑶の答えは⑤なんですが、ウの音源の位相差やマイクロホンの位置に関係ないのはなぜですか？また音波の波長はどう関係しているんですか？

の関係 下の問いに答 8 腹の数m[個] 夏の数と の振動数 えよ。 二曲げによる 腹の数と とが知られ ると の関係とし m 157 会話文を考察して正しく理解する AさんとBさんは音波のうなりをオシロスコープ で観察するため, 右図のような装置を準備した。 ス ピーカー S, S2 はそれぞれ発振器 OL, O2 に接続され, 振動数が異なる音波を発生させることができる。 オシ ロスコープに接続したマイクロホン M をスピーカー Si, S2 の中点に置いて音波の波形を観察した。 空気中 の音速を340m/s として, 以下の問いに答えよ。 (1) スピーカー S, S2 の間の距離を6.8mに設定し て音波を発生させた。 スピーカーからマイクロホンに音波が到達するまでの時間を求 め、下記の①~④から選べ。 0.0 0.0 (1) 0.5 1.0 0.0 ①1.0×10's ②2.0×10's ③1.0 × 10 ™2s ④ 2.0×10's X (2) 発振器 0.0gをそれぞれ100Hz,103Hzに設定して音を発生させたところ、音 のうなりが聞こえた。オシロスコープの横軸を1.0秒で表示した振動として最も適切 なものを,下記の①~⑥から選べ。 10.5 1.0 0.0 発振器 01 5 S1 1.0 0.0 マイクロホンM S2 6.8 1.0 0.0, 発振器 O2 オシロスコープ 0.5 XXX XXXX X004 1.0 (3) スピーカー S, S2 の音波を逆位相で発生させ、うなりの様子をオシロスコープで 観察した。 以下のAさんとBさんの会話の内容が正しくなるように、次の会話文の 空欄ｲ・ ゥに入れる語句の組み合わせとして最も適当なものを, 表の①~ ⑧ から選べ。 Aさん:音源が逆位相で振動したら,マイクロホンを置いた中点ではアによって 音が聞こえなくなり、オシロスコープでも波形が観察されなくなるのかな? Bさん:音源のイが同じならば、中点に置いたマイクロホンに到達する2つの音 波は常に逆位相になるけど, イがずれていれば音の強弱が繰り返される と思うよ。 Aさん:あっ、そうか。音のうなりはイが少しだけ異なる音波によって発生する から, ウには関係ないんだね。 ヒンド 157 (2) 1秒間に3回のうなりが生じるとき、1秒とうなりの3周期が一致する。 思考力を磨く 99

赤線のところが分かりません。なぜ254~314s間に供給された熱量を考えるんですか？その後に｢水と容器の温度が0℃から20℃まで上昇する｣と書いてあるならそれなら32sから0℃なんだから時間の区間は32sから314sですよね？

発展例題23 氷の比熱 質量 400gの氷を熱容量120J/Kの容器に入れ,容 器に組みこんだヒーターで熱すると,全体の温度は 図のように変化した。 熱は一定の割合で供給され, すべて容器と容器内の物質が吸収したとし、水や氷 の水蒸気への変化は無視できるものとする。 また, 水の比熱を4.2J/ (g・K) とする。 (1) ヒーターが供給する熱量は毎秒何Jか。 (2) 氷1gを融解させるのに必要な熱量は何Jか。 (3) 氷の比熱は何J/ (g・K) か。 指針 (1) 254s 以降の区間では、 氷はす べて水に変化している。 水と容器の温度上昇に 必要な熱量から, ヒーターが毎秒供給する熱量 を求める。 E (2) 温度が一定の区間 (32~254s) では,供給さ れた熱量はすべて氷の融解に使われる。 これか ら, 氷1gの融解に必要な熱量を求める。 (3) 氷と容器の温度が上昇する区間 (0~32s) で, 温度上昇に必要な熱量から, 氷の比熱を求める。 解説 (1) 水と容器をあわせた熱容量は, 400×4.2 +120=1.8×103J/K 254~314sの間に供給された熱量で, 水と容器 の温度が0℃から20℃まで上昇するので, ヒー ターが毎秒供給する熱量をQ〔J〕 とすると, ↑ 温度 [℃] 201 0 -20 /32 254314 時間 (s) (1.8×103)×(20-0)=Qx (314-254) Q=6.0×102J (2) 32~254sの間に氷はすべて融解した。 氷1 gを融解させるのに必要な熱量をx [J] とすると, 400× x = ( 6.0×102) × (254-32) 3/9070 x=3.33×102 J 3.3×102J (3) 氷の比熱をc[J/ (g･K)〕 とすると, 氷と容器 をあわせた熱容量は, 400×c +120〔J/K] 0~32s の間に供給された熱量で, 氷と容器の温 度が-20℃から0℃まで上昇するので, ( 400×c +120) x{0-(-20)} =(6.0×102) × ( 32-0) c=2.1J/(g・K)

問6について E2に流れる電流を調べるときに、E1の電流は影響しないのですか？

3 (配点 34点) 図1のように, 内部抵抗が無視でき起電力がともにEの電池E1, E2, 抵抗値がそれ ぞれR, R, 2R の抵抗 R1, R2, R3, 電気容量がそれぞれ C, 2C, Cのコンデンサー C1, C2, C3, およびスイッチ So, 切り替えスイッチSを用いて回路をつくる。 はじめ、各 コンデンサーに電荷は蓄えられておらず, スイッチ S は閉じており, 切り替えスイッ チSはどこにも接続していない。 E₁(E) So R₁(RR R2(R) 12R R3(2R) a 図 1 8(c) C2(2C) 問1 はじめの状態で電池E」 を流れる電流はいくらか。 問2 はじめの状態で抵抗 R での消費電力はいくらか。 はじめの状態から切り替えスイッチ Sを端子aに接続する。 C3 (C) E2(E) 問3 切り替えスイッチSを端子 a に接続した直後に抵抗 R に流れる電流はいくら か。 問4 € 問

インピーダンスと抵抗は別物ですか？ ad間のZが50Ωに対して、抵抗は40Ωとあるんですが あと抵抗求めてる時にab間で測った電圧を使えてる理由も教えて欲しいです。

COS は +均 EX 抵抗と 0.2 Hのコイル, 50 μFのコンデン サーをつないだ回路に角周波数w=400 rad/s の交流が流れている。 電流計,電圧計 は2A, 80Vを示している。 抵抗の値はい くらか。 また、次の区間での電圧を求めよ。 (1) bc 間 (2) cd間 (3) ad間 (4) bd 間 解 VR=RI より R=V₁ = 80 =40Ω 直列だから電流I=2Aは以下どの部分にも共通。 (1) VL=wL·I=400×0.2×2=80×2=160V (2) Vc= 1 400×50×10-6 ··] = WC (3) ad間のインピーダンスは CASS a Zad=√ √ R² + (wL-1)² = ∴.Vad = ZadI=50×2=100V A x2=50×2=100V =√402+ (80-50)=50Ω b 0.2 H 50μF mell C ☹ 130 & 電流,電圧の 値は実効値 Miss Vad = VR+VL + Vc としてはいけない。 瞬間の電圧なら、 部分の和は 全体に等しい。 しかし, 実効値は最大値につながる量だ。 3つの部分の 電圧は同時には最大にならない。 だから足すわけにいかないんだ。 そして, Z=R+wL + 1/ωC も成立しない。