啓林館　物理基礎　改訂版　静電気と電流の章末問題です。解説が載ってなくて、困ってます。解説してくれる方がいましたらお願いします

抗値はそれぞれいくらか。ただし、電流計に の抵抗と 6.0 Vの電池に接続したところ, 電 うに, A, Bを並列接続したものを、 1.3Ω (2) Pで消費される電力のうち, 70%が水を2.5m 図のように,電圧 100 V の電源を抵抗Rとポンプ Pに接続する。Rの抵抗値が15Ωのとき, 電圧計の かかる電圧は無視できるものとする。 にかかる電圧は無視できるものとして, 次の問いに答 読みが 70 V であった。電圧計に流れる電流や電流計 の抵抗の接続 1 一様な2本の金属棒 A, Bがある。 の材質は同じた: Aの断面積はBの 1 倍である。図のょ A, p.180, 182, 183 3 流計には 1.5 A の電流が流れた。 A, B の B 6.0V 1.30 の電力とジュール熱 p.185例題1 R えよ。 電流計に流れる電流の強さを求めよ。 100 V 15 の高さにくみ上げる仕事に使われた。Pが1.0分間 にくみ上げる水の質量を求めよ。ただし,重力加速度の大きさを9.8m/s°とする。 13) Rで1分間に発生するジュール熱を求めよ。 3自由電子の動きとオームの法則 川を流れる水の速さは複雑な要因によって決まるが, おお b p.178~180や 20 むね川の傾き(図Aの一に比例するものとする。電流を担 ; う自由電子の場合も同穏だと考えると, 図Bのように長さL の導体に電圧Vをかけた場合,川のモデルでいう川の傾き そに祖当すると考えてよい。よって, 自由 V は,図Bでは O図A a V と 電子が移動する速さひは,比例定数をんとして,ひ=k 表されることになる。自由電子の電気量の絶対値を e, 導体 の単位体積あたりの自由電子の個数をn, 導体の断面積をS として,次の問いに答えよ。 25 Tトー O図B 第1章 静電気と電流 第1章

おそらく簡単な問題なのですが 初歩的なところが理解できません🙇‍♀️ 温度変化についてで なぜ(2)はtから20を引いて (3)は80からtを引くのですか？

ブルン プシコンゴラ 72)熱量の保存 20 ℃であった。 (1)容器の熱容量は何 J/K か。 比熱 0.38 J/(gK), 質量 100gの銅製容器がある。この容器の温度を測定すると 後量×C 整理 180x038 必要な 100g, 20℃ 2_3K J/K 思な熱 次に,この容器に 80 ℃の水 100gを注ぎしばらくすると, 全体の温度は t[℃]となった。 水の比 熱を 4.2J/(g·K)とし, 熱の移動は, 水, 容器の間だけに起こるとする。 (2)容器が得た熱量をもを含む式で表せ。 100g 80℃ 38』kx(t-20) (3) 水が失った熱量をtを含む式で表せ。 CO0 = 30/kx(80-t) (4)熱量の保存より(2)と(3)の熱量は等しい。この関係からtを求めよ。

黄色いマーカーで引いてある「振動数は変わらない」というのはなぜそう言えるのでしょうか？？

e 麗 4.9×10-*kg/m の弦を取りつけ,滑車Qを通じて質量 2.0kgのおもりをつるしたところ,弦には3個の腹を 170,弦の振動● 図のように,振動子Pに線密度 1.2m P もつ定在波が生じた。なお, P, Qの位置では節がで きるものとし,重力加速度の大きさを9.8m/s°とする。 また,弦を伝わる波の速さ[m/s]は, 張力の大きさ 2.0kg S をS[N), 線密度をp[kg/m] とすると,ひ=、 と表されるものとする。 (1)弦を伝わる波の波長入[m] を求めよ。 (2) 弦を伝わる波の速さ » [m/s] を求めよ。 (3) このときの振動子Pの振動数F[Hz]を求めよ。 (4) 4個の腹をもつ定在波をつくるには,おもりの質量を初めの何倍にすればよいか。 >例題35,179,180

もっと簡単に計算できないでしょうか？

103-1 振動数 400 Hz の音源が, 静止している観測者に一定の速さで近づいたところ, 観測者には 440 Hz の音が聞こえた。音速を 340 m/s として, 音源の速さを求 めよ。 0.F

右側の問題で、(2),(3),(4)のグラフの書き方のコツを教えて頂きたいです

要項の図をもとに作図せよ。 1正弦波 (1) 点P。での媒質の変位の時間変化を表せ。 要項 正弦波の発生 →国題 1 図のように,波源の単振動が媒質を伝わって,正 弦波が生じる。媒質の各点を連ねた線を波形とい い,各点のつりあいの位置からのずれを媒質の変 位という。 0要項の各グラフの点 Poだけに 注目し,変位を順に読みとる。 の 下のグラフに点を記す。 ③点をなめらかな曲線で結ぶ。 y P。 Pi Pe Ps P Ps Pe P, Ps t=0s 0 0 rr T #T 子の T t t=87 y4 45% (2) 点P,での媒質の変位の時間変化を表せ。 0 t 90° 0 0 T t= yI -135° 9 (3)時刻 t= T における波形を表せ。 8 y t=T 180° 上にならって 正弦曲線をかけ。 0 0 P。Pi P, P2 Ps P。 Ps P。 Ps x =T 225° 10 (4) 時刻 t= T における波形を表せ。 8 t= 8 *270° 0 P。 P」 P, P2 P。 P。 Ps P。 P。 x t= y. 315° (5) 時刻 t= 11 T における波形を表せ。 8 t=T y4 360° Po P」 P。 P。 P。 Ps P。 P, Ps x 4* PO00000 y lo PO0000。 F。 F。 Po0000 ro ro FO00000。 ト る 38)

Xが9のとき、山になることはわかったのですが、 なぜ波がこの形になるのでしょうか？

N 0. yーtクラフ 図は, x軸の正の向きに速さ 10m/sで進む正弦波 の時刻t%3D0 における波形である。 x=9.0mの媒質の変位y[m] と時刻t[s] 180。 との関係を表すyーtグラフを描け。 y[m)1 y(m) 2 2 3 0 2 x[m] 0.2 0.41 t[s] a de -2 -2

物理の問題です。 初手から何をすればいいのかすらわかりません 2秒後に初めて同じ範囲で同じ形を示したというところはいつ使うのでしょうか もしよろしければ計算過程も載せてくださると嬉しいです。 教えてくださいよろしくお願いします

2 3 to 2 1 -2 -3 -4 60 120 180 240 300 360 さ ) 位置 (m) 図I 図Iに示す波はコニつの正弦波の重ね合わせによって生じた波である。重ね合わせ られた二つの正弦波は一体となって進み図Iの2 [s] 後に初めて同じ範囲で同じ 形を示した。 二つの正弦波のうち, 一つの正弦技波の波長は 120 [m], 振幅は2 [m] である。 アジミa (1) この波の速さは (ま)8-a e) a- 大 19:20 |21:22 × 10 [m/s) である。 大 え咲p (2) 波長120 [m] の正弦波の振動数は 19:al 10 N の 1TT 4 0 変位 [m]

（1）の解答の式の140×4.2＋Cの部分はなぜこうなるのか教えてください！

第6章熱とエネルギー 基本例題 26 熱量の保存 ト 68,69,70 熱量計の中へ140g の水を入れたとき, 容器も水も一様に温度が27°C になった。 (1) 図1のように,この中へ47°C の水 40gを追加したところ, 全体の温 度が31°C になった。容器の熱容量Cは何J/K か。水の比熱を4.2 J/(g·K) とする。 (2) さらにこの中へ,図2のように,100°Cに熱した150gの金属球を入 れてかきまぜたところ,全体の温度が40°℃になった。金属球の比熱 Cは何J/(g-K)か。 150g 100℃ 140g 27℃ 40g 47℃ 180g 31℃ 図1 図2 指針「高温物体が失った熱量=低温物体が得た熱量」すなわち,熱量の保存の式をつくる。 解答(1)熱量の保存によって 40×4.2×(47-31) =(140×4.2+C)×(31-27) (2) 熱量の保存によって 150×c×(100-40) ={(140+40)×4.2+84}×(40-31) これを解いて c=0.84J/(g·K) これを解いてC=84J/K 熱量の保存 POINT 高温物体が失う熱量3低温物体が得る熱量

(5)についてです 解説ではΔλ/λで比較しているのですが、コンプトン効果が顕著に現れなくなるのは、Δλが小さくなる場合ではないのですか? 測定するときにその変化を見ると思うのですが 分かる方いたら教えて下さい

145.〈コンプトン効果) X線を物質に入射したとき, 散乱されたX線の波長 人射X線の波長よりも長くなる現象をコンプトン効 果とよぶ。この現象は, X線を単なる波動と考えただ けでは説明ができない。 コンプトンはアインシュタイ ンが提唱した光量子仮説に基づいてX線の光子の粒子 性に着目し、光子は物質中の電子と衝突することによ って、非弾性的な (つまり, 光子のエネルギーが減少 する)散乱が起こる, と考えた。 このとき, 光子は電子に一部のエネルギーを受け渡し, 散乱 された光子の振動数はそのエネルギーの減少分だけ小さくなる。 図は、光子が電子と衝突して散乱されるようすを模式的に示したものである。電子の質量 をm, プランク定数をh, 光の速さをcとし, 衝突前の電子は静止しているものと仮定して 次の問いに答えよ。 1光子の波長をえとしたとき, この光子のエネルギーEと運動量Pをん, c. Aのいずれか必 要なものを用いて, それぞれ表せ。 2) 入射光子の波長を Ao, 散乱光子の波長を 入, はね飛ばされた電子の速さをvとしたとき, 衝突前後におけるエネルギー保存の式を書け。 (3)散乱光子とはね飛ばされた電子の散乱角は, 入射光子の進行方向に対してそれぞれ角度 0とゆであった。このとき, 入射光子の進行方向とこれに対して垂直方向の成分について, 運動量保存の式をそれぞれ書け。 (4)(2)のエネルギー保存の式と(3)の運動量保存の式を使うと, 入射光子の波長 入oと散乱光子 の波長入」の間の変化量 4A(3DAース)が求まる。この AAをれ, m, c, θを用いて表せ。 た だし、導出過程において以下の近似式を適用せよ。 散乱光子 波長: 入射光子 波長:。 OAAAA はね飛ばさ れた電子 速さ: 衝突前の電子 質量:m (静止していると仮定) + Ao_ -2=- Aod」 入。「。 15)波長が10-1~ 10~°mのX線を入射するときと比べ,可視光線(380nm~770nm) を入 射した場合は, Aの変化はほとんど無視できるようになり, コンプトン効果が顕著には現 れなくなる。その理由を(4)で求めた式を参考にして, 簡潔に述べよ。 なお, 1nm は 10-°m である。 [16 大阪府大)

（3）の解説で 30N×200m×cos180°とありますが、この180°はなぜ必要なのですか？

例題1 仕事 質量50kgのスキーヤーが, 傾きの角30° の 斜面に沿って雪面上を 200m すべりおりた。こ のとき, スキーヤーには斜面から大きさ 30Nの 一定の摩擦力がはたらいていた。 重力加速度の 大きさを9.8m/s" として, 次の問いに答えよ。 (1) 斜面をすべりおりる間に, スキーヤーには たらく重力のした仕事はいくらか。 (2) この間に,斜面からスキーヤーにはたらく垂直抗力のした仕事はいくらか。 この間に,斜面からスキーヤーにはたらく摩擦力のした仕事はいくらか。 (4) スキーヤーにはたらく合力のした仕事はいくらか。 10 ① 指針 合力のした仕事は, それぞれの力のした仕事の和に等しいことに着目する。 解 (1) 重力のした仕事を W.[J]とすると,「W=Fscos0」より, W.=50 kg×9.8m/s°×200 m×cos(90°-30°)=4.9×10' J (2) 垂直抗力のした仕事を W。[Jとすると, 垂直 抗力の向きは斜面に垂直であり, 常に変位の向き と垂直なので, cos 90°=0 だから, Wa=0J (3) 摩擦力(動摩擦力)のした仕事を W。[J]とすると, → p.75式(2) 垂直抗力 摩擦力 15 変位 130° 90°-30° W。=30 N×200 mXcos180°=-6.0×10°J (4) スキーヤーにはたらく合力のした仕事を W[J]とすると, Wはそれぞれの力 (重力, 垂直抗力, 摩擦力)のした仕事の和に等しいので, W=W.+W.+ W。=4.9×10'J+0J+(-6.0×10° J)=4.3×10'J 20 重力 スキーヤーにはたらく重力を, 斜面に沿った方向と斜面に垂直な方向とに 分解する。このうちの重力の斜面に垂直な方向の成分と垂直抗力とはつり合 っている。したがって, スキーヤーにはたらく重力と垂直抗力,および摩擦 力の合力は,重力の斜面に沿った方向の成分と摩擦力の合力に等しい。この 合力の向きは変位の向きと同じ向き(斜面に沿って下向き)であり, その大き さは50 kg×9.8 m/s°×sin30°-30N=2.15×10° N である。よって, 合力 のした仕事 Wは,「W=Fs」より, W=2.15×10° N×200 m=4.3×10'J となる。これより,合力のした仕事はそれぞれの力のした仕事の和に等しい, 5 → p.74 式(1)