丸2がわかりません

問2.以下の文章中の(①)~ (⑥) の中に, 適当な文字や文字式を解答群のア~シの中 SDから選んで記入せよ。(各5点, 計30点) 水平な床から高さんのところから質量mのボールを自由落下させた。重力加速度 を g, 反発係数をeとする。ボールがhの高さでもつ位置エネルギーはmgh であり, 床に衝突するときの速さを»とすると, 1 mgh=-mo? よりひ= (①) , 床と衝突した直後の速さを»' とすると, "' = (②) このとき,衝突した直後のボールの運動エネルギーは 1 7)^ -mo'2 であり, "' = (②) 2 を代入すると 一mo'2=(3) 2 となる。 この運動エネルギーがすべて位置エネルギーに変わって高さん' までボールが上が ったとする。ここで (③) = mgh' とおいて, はねかえって到達する最高の高さん をe, hを用いて表すと, 費の h =(④)h となる。 次に,床との衝突でボールが失うエネルギーの, 衝突前の全エネルギーに対する割 3合をeを用いて表すと, mgh-mgh' h-h mgh h! h h となる。また, ボールが床から受ける力積Iの大きさ (絶対値)をm, g, h, e を用 いて表すと, I=m(リー(一が )) =Dm(ひ+ガ )= mv(1+e) = (⑥) と表せる。 解答群 イ ウ 1-e オ Vgh ア e エ カ V2gh キ ev2gh ク evgh ケ me gh コ megh サ mey 2gh シ m(1+e) V2gh

切り取った円板の質量が16分の1Mになる理由が分かりません。 また、考え方も分かりません。教えてください(_ _*))

73 円板の重心 右図のように,半径rの一様な円板 から、半径一の円板を切り取ったとき, 残りの部分の -r 重心の位置をGとすると, OG間の距離はいくらか。 A B G 0 センサー 223

なぜ、針金1mあたりの質量をρ(kg/m)とするのでしょうか？ρ(kg)ではだめなんでしょうか。mをいれる意味はなんですか？ 教えてください(_ _*))

合 の 72 /針金の重心 右図のように座標軸をとり、 様な材質の針金を折り曲げて作った物体 AOB の重 心の位置の座標を求めよ。 ただし, OA=1.2[m], OB=2.4[m]とする。 A センサー 22コ 90° ヒント まず, OA, OB の重心に着目する。 x 0 B

（2）のaの答えについて紐から受ける力と垂直抗力の和は人にかかる重力に等しいと式から分かりますが人が乗っている板にも重力はかかっているので、紐を引っ張る力には板にかかる重力を、考慮しなくてよろしいのですか？

応用問題 青車に軽い 天井に取りリリた めらかで、Aの重さはV 59. 滑車につるした板上の人のつりあい 62.ひもでつるした 量Mのおもりと質量 を使って天井からつ す角度をそれぞれ である。図中の破能 小球と3本のひも また、おもりと小 加速度の大きさす 小球に図中の (1) 図1のように板に乗っている 人と別の人が、つり下げたひ もの端を大きさT; [N] の力で 静かに引いたところ床から板 が離れた状態で静止した。 Ti をm, me, g を用いて表せ。 (2) 図2のように板に乗っている人 が、自分でひもを大きさ T [N] の力で静かに引いたところ床か ら板が離れた状態で静止した。人が板から受ける垂直抗力の大きさを N2[N] とすて (a)人についての力のつりあいの式を答えよ。 (b) 板についての力のつりあいの式を答えよ。 (c) Ta および N2をm1, m2, g を用いてそれぞれ表せ。 (3)図3のように質量 ms [kg] の体重計を板の上に置く(mi>m2+ms)。この体重計の上 に人が乗った状態で, 自分でひもを大きさ Ts [N] の力カで静かに引いたところ床から板 が離れた状態で静止した。人が体重計から受ける垂直抗力の大きさを Ns[N] とする。 (a) Ta および Naをmi, m, ms, gを用いてそれぞれ表せ。 (b) 人の質量を 60kg, 板の質量を 5kg, 体重計の質量を3kgとし,重力加速度の大 きさを9.8m/s° とする。 ひもを静かに引いたところ床から板が離れた状態で静 止した。体重計の値は何kgを示しているか答えよ。 図1 図2 図3 度0だけ傾いて の大きさを Tz (1) 小球につい 式をT, (2) おもりに S の式をT (3) 小球にし ら徐々 m, M (4) F=F て表 ヒント [17 金沢医大) ヒント 59.(3) (b)体重計は、 体重計が人から受ける力(人が体重計から受ける垂直抗力 Ns の反作用) による値を示す 板のを[kg], のさをg [m/s°] とする。, mi> m2 と。

重心は変わらないとありますが、どうゆう時にこうなるのか詳しく教えてください。

第7章。運動量の保存 67 のここがポイント 人と板をあわせた系を考えると, 水平方向に外力がはたらいていないので, 水平方向について運動量 133 保存則が成りたつ。 運動量保存則が成りたつとき, 重心の速度 「びc3 mUt maUz いは一定に保たれる。 mi+ mz したがって, 重心の速度は初めの状態から変わらず常に0であり, 重心の位置は変わらない。 解 (1) 人と板の運動量の和は保存されるから 2m 0=2m·u+m·V よって V=-2v m (2) このときの板の重心の位立置は 2m =Dーであるから & xG A m X B 2 0 2m×0+m 2 2 XG= 2m+m A B 1) (3)このときの板の重心の位置を X2 X3 0 x1 XG X3 とすると,X3=- Xi+x20 より 2 1 板の重心の位置 x3に A端(x=x) とB端 (x= の中点であるから Xit x2 2 2m·Xi+ m 2m.xitm X3 XG 2m+m 5x」+x2 6 Xtx2 X3= 2 2m+m 08.0 (4) 人と板とからなる物体系には, 水平方向に外力がはたらかないので, 重 心の位置は変わらない。したがって xc=Xd である。これに①, ②式 を代入して O1X0 8.0 _ 5x+ x2 よって 5x+x2=1 6 6 また, 板の長さは1であるから, xと x2の間には次の関係式が成りた」 つ。 X1-X2= …の , otより nーカー- 21 ③, ①式より x= 3 O4

テスト一日前です、助けてください😭 コンデンサーを含む回路の(3)の問題ですが、 なぜV=R2I’2になるのですか？

退 369. コンデンサーを含む回路● が無視できる電池E,電荷のないコンデンサー C, 抵抗 R,, R2, スイッチS1, S2 を接続する。初め, Si, S2は開いている。 (1) S」を閉じた瞬間に,R」 に流れる電流 I.[mA] を求めよ。 ()次に,十分時間がたった後,S. を開き, S2を閉じた瞬間 に,R2に流れる電流 Iz[mA] を求めよ。 図のように,内部抵抗 R」(20k2) |C(500 μF) Rel (30k2) E(6.0V) S」 S2 再び,Siも閉じて, 十分時間がたった後, R2に流れる電流 I2 [mA] とコンデンサー Cに蓄えられる電気量 Q[C] を求めよ。 [九州産大 改)>374

IIと|||なのですが、なぜ(n-1)の-1がつくのですか？

図のSは任意の波長入の単色平行光線をとり出せる光源, Hは光の半分を通し残り率。 を反射する厚さの無視できる半透明鏡,M, Maは光線に垂直に置かれた平面鏡である。。 から出た光はHで2つの光線に分かれる。ひとつはHを透過し M,で反射されたあと、H- 反射し光検出器Dに達する、他方はHで反射されたあと, M,で再び反射されてから, Hと 透過しDに達する。Dではこの2光線の干渉が観測される。装置は真空中に置かれている とする。 I M, M。が図の位置のとき,光源原からDに達する2光線の間には光路差(光学距離の差) はなく、2光線が強め合っている。この位置からM,を鉛直下方に距離しだけ平行移動す ると、やはり強め合うのが観測された。!を波長入および整数mで表せ。 I図の位置からM。を一定の重力の中で自由落下させ, Dで光の強め合いを検出した。 落下し始めの強め合いを1回目とし, 時間t後にN回目の強め合いが検出された。重力 加速度gを入,t, Nで表せ。 なお, 落下中M,の面は傾かない。 I M。が距離1だけ鉛直下方に平行移動した状態で, HとM,の間に屈折率n, 厚さdの薄 膜を光線に垂直に入れた。光源からDに達する2光線の光路差を1, , dで表せ。 V Iにおいて, n=1.5, d=2.5×10-* [m]の薄膜を入れて, M:を図の位置(1= 0) に戻 したとき,波長入」= 0.50×10-°[m]で強め合っていた。ここで, 光源sの波長をゆっく りと増やしてゆくとDの干渉光は一度弱くなるが, ある波長入。になると再び強め合う状 態になった。波長が変わっても屈折率は変化しないとして, 入々を求めよ。 実際には アの蒲職のの届折率け油昌が布。て」市値山

(2)です。 点A,Bでの振幅が分からないのに点Qの振り幅を一つに決められるのはなぜですか？

13 ドップラー効果 千渉 屈折 例題 83 水槽に水を入れ, 40 cm 離れた水面上の2点A, Bをたたき振幅 B 2cm, 彼長 16cm の同じ波を発生させる。 水面上には干渉模様が |観察された。彼の減資は無視する。 1 点A, Bから同位相で波を発生させたとき。 AP=18 [cm), BP=26 [cm] となる水面上の点Pでの波の 振幅はいくらか。 AQ=50 [cm], BQ=34 [cm] となる水面上の点Qでの波の 振幅はいくらか。 線分 AB上には定常波の腹がいくつできるか。 点A, Bから逆位相で波を発生させたとき。 線分 AB上には定常波の節がいくつできるか。 1 図は,ある時刻の波の山の位置を細い実線 の円(円孤), 谷の位置を細い破線の円 (円孤) で示している。また, 太い実線は波が強め 合っている点を結んだ双曲線および直線であ り,太い破線は弱め合っている点を結んだ双 曲線である。 料 (1) BP-AP=26-18=8=(m+ (m%3D0) 点Pでは波は弱め合い振幅は0 (2) AQ-BQ=50-34=16=mi (m=1) 点Qでは波は強め合い, 振幅は4 [cm] (3) AB=40 =(m+ (m=2) 40 cm 点A, Bで波は弱め合うので, 点 A, Bは定常波の節になり, 定常波の様 子は右図のように描ける。 腹の数は5個 B -16 cm → I (4) 波が強め合う点と弱め合う点はIと正反対になるので, 節の数は 5個 一145-

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

(3)の答えってどうなるか教えて欲しいです💦 よろしくお願いします🙇‍♀️

2. 下図の①はばねのつりあいの位置(波がないとき), ②は縦波が伝わるばねのある時刻での右 子を表している。 A B C D E F G H I M N O P Q K L の 00 (1) 図2の時刻において, 最も密な点を A~Qから全て選べ。 (2) 図2の時刻において, 最も疎な点を A~Qから全て選べ。 (3) 図3に, 2の時刻における波の様子を横波表示で描け。