物理基礎無し 物体の運動 解答しか載っていないので、解説して欲しいです。

相対速度・・・・・・・・・・・ p.17 例題 1 ある速度で池を進むボートがある。池に沿って東西方向の道路を東向きに12.0m/s で進む自動車Aから見ると,ポートは北向きに進むように見えた。 また,池に沿って 南北方向の道路を南向きに 3.0m/sで進む自転車Bから見ると, ボートは北東の方 向に進むように見えた。 次の問いに答えよ。 (1) Aから見た結果より, ボートの速度の東西方向の成分の大きさを求めよ。 (2)(1)の結果とBから見た結果より, ボートの速度の南北方向の成分の大きさを求め よ。 (3)このボートの速さを求めよ。 また, 速度の向きが東西方向となす角を0とし tan の値を求めよ。 ただし, 0≦0 <90°とする。 10 → p.21 A B Vo ② 水平投射と自由落下 水平面からの高さがHの点から小球A 速さで水平に投げ出した。 それと同 時に, Aから水平に距離Lだけ離れた高さ Hの点から小球Bを自由落下させたところ,H AとBは点Pで衝突した。 重力加速度の大 きさをgとして,次の問いに答えよ。 (1) Pの水平面からの高さんを求めよ。 (2)衝突する直前, Bから見たAの相対速度の大きさと向きを答えよ。 (3)AとBとが空中で衝突するためのひの条件を求めよ。 由 ③ 斜方投射 右の図のように小球を放物運動させて, ちょうど最高点に達したときに,発射点か ら水平方向に距離Lだけ前方にある高さが Hの台の上にのせたい。 小球を打ち出す仰 角0と初速度の大きさをいくらにすれ ばよいか,(1)~(5)にしたがって求めよ。 た だし, 重力加速度の大きさをg とする。 Vo -L- h p.24 例題 2 H (1) 小球が運動し始めてから最高点に達するまでの時間を vo, 0, gで表せ。 (2) 最高点の高さが台の高さHに等しいとすることにより,Hをvo, 0, gで表せ。 (3)(1) で求めた時間で水平方向に距離Lだけ進むことから,Lを vo, 0, gで表せ。 (4)(2)(3)より, tan をH, Lで表せ。 (5) このような条件を満たす初速度の大きさv を H, L, g で表せ。 15 20

物理基礎 2物体の運動について。 写真の問題の(3)は滑車には張力Sと2つの張力Tがはたらいているとありますが、なぜ2つの張力があるのか分かりません。作用・反作用だと思うのですが、感覚的には理解出来ません。 また、(4)解答の｢v=atより｣からの計算の途中式が省かれ... 続きを読む

注(1)と これは全体ひとまとめの運動 が,力fは求められない。 8/26 基本例題 16 2物体の運動 -77 解説動画 定滑車に糸をかけ,その両端に質量Mとmの物体A, B をつる す。Bは地上に,Aは高さんの所にある。 糸や滑車の質量を無視 し,M>m,重力加速度の大きさをg とする。 物体Aを静かには なして降下させるとき, 次の各量を求めよ。 (1)Aの加速度の大きさα (2)Aをつるしている糸1の張力の大きさT 糸 2 糸 1 M h B (3) 滑車をつるしている糸2の張力の大きさ S m (4)Aが地面に達するまでの時間 t と,そのときのAの速さ” 指針 A,Bは1本の糸でつながれているので,加速度の大きさαも糸の張力Tも等しい。各物 体ごとに,はたらく力の合力を求め、進行方向を正としてそれぞれ運動方程式を立てる。 解答 (1),(2) A,B にはたらく力は右図となるので,運動方程式は A: Ma=Mg-T B:ma=T-mg これより, α, Tを求めると a=. M-m M+m³ 2Mm -g T=- -g M+m (3)滑車には張力Sと2つの張力Tがはたらいて, つりあうので 4Mm S=2T= -g M+ma (4) Aが地面に達するまでに, Aはん進む。 h = 1/12a12 より=1 =1/24より v=at より v= 2h 2(M+m)h va = (M-m)g M-m 「2(M+m)h 2(M-m)gh M+m 9√(M-m)g = M+m TAT TA a Mg B mg →

物理の質問です。 （2）の私が書いている、赤で上からバツしてるののやり方だと何がいけないのか教えて欲しいです。お願いします🙏

24 33*水平で滑らかな床の上に, 質量 mの小物体Pと滑らかな曲面を もつ質量Mの台が静止してい た。Pに速さ を与え, 台に向か m Vo P 台 M 床 って動かした。Pが台に達すると, Pは曲面を上り,台は動き出した。 Pはある高さまで上った後、曲面を滑り下り,再び床面上を動いた。 曲 面の左端は床になだらかにつながっており, 重力加速度をg とする。 (1) Pが台上の最高点に達したとき, (ア) 台の速さはいくらか。 (イ) 最高点の床面からの高さんはいくらか。 (2)Pが再び床面上に達した後の, 台の速さはいくらか。 (東京電機大+大阪公立大)

教えてください ⑵⑶です

72 単振動の変位, 速度, 加速度 時刻 t [s]における変位 x[m] が x=4.0sin0.50t と表される単振動を考える。 (1) 時刻t(s) における速度v [m/s] と加速度α [m/s] を tを用いて表せ。 (2)速度が正の向きに最大になるときの変位 x [m] と加速度α1 [m/s] を求めよ。 (3) 加速度が正の向きに最大になるときの変位 x2 [m] と速度 02 [m/s] を求めよ。 73

物理重要問題集2024 大問71番の（3）なのですが、シャルルの法則は、初期状態と状態2で一定ではないのですか。

必解 71. 〈気体の状態変化と熱効率〉 熱機関を利用して上昇, 下降するエレベータの 熱効率を求めよう。 図1のように大気中で鉛直に 立てられている底面積S〔m²〕 の円柱形のシリン ダーに質量 Mo〔kg〕のなめらかに動くピストンが ついており,中に単原子分子理想気体が封じこめ られている。 図1のようにピストンの可動範囲は ho〔m〕からん 〔m〕 までである。 重力加速度の大き さを g〔m/s2] とする。 物体 M [kg] ピストン Mo〔kg]- h [m] ho[m] 初期状態 単原子分子 理想気体 状態 2 図1 初期状態は,気体の温度が外部の温度と同じ To [K], 気体の圧力』が大気圧と同じPo〔Pa〕, ピストンの高さがん。 〔m〕である。まず、ピ ストンの上に質量 M[kg] の物体を乗せ、シリンダー内の気体に熱を与える。 しばらく静止 し続けた後, ピストンが動きだした。 この動きだしたときの状態を状態1とよぶ。 さらに熱し続けるとゆっくりとピストンは上昇し,高さがん 〔m〕 に達した。 このときの状 態を状態2とよぶ。状態2になった瞬間に物体をピストンから降ろすとともに熱を与えるの をやめた。ピストンはしばらく静止し続けたが,やがてゆっくりと下降し,高さがん [m] となったところで静止した。 さらに時間がたつとシリンダー内の気体の温度がT [K] にな ったところで初期状態にもどり、この熱機関はサイクルをなす。 (1)状態1のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 [Pa] (2) 初期状態から状態までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (3)状態2のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (4) 状態1から状態2までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (5) 気体の体積をVとするとき,このサイクルのV図を図2にかけ。 (6) このサイクルで熱機関が外にした仕事を求めよ。 (7) このサイクルの熱効率を求めよ。 0 V[m³] 図2 (8)M=2Mo, Mo= PoS =2h の場合の熱効率の値を求めよ。 [12 弘前大〕

Cはなんで浮くんですか？ 球皮内の質量が減るとかですか？

AP APo P₁ = Po= RT RTo となる。これらの式より, 球皮内の気体の密度はpi = To と 表せる。 したがって, 球皮内の気体が受ける重力は P.Vg=poVgとなる。一方,Cの球皮内の気体は温度が上 がっても体積は一定であるため、浮力の大きさはF=poVg のま ま変化しない。 以上より, C が浮上する直前で球皮内の気体の温 度がT=Tのときに成り立つ力のつり合い式は, Tc poVg=p.Vg+Mg Po となる。 これより, Tc=- PV PV-M -To: 1.15.2000 1.15・2000-230 ・300≒333K 21 の答② 問6 気球Aについては, 球皮内の気体の質量が一定で,受ける重 力は一定である。また, 体積が一定であるため温度が上がっても 浮力は一定であり, 浮上することはない。 気球Bについては,気球Aと同様に球皮内の気体の質量が一 定で,受ける重力は一定 (po Vg) である。 一方, 問2で考察したよ うに,温度が上がれば体積が増加し, 浮力は大きくなる。 上昇後 の温度がTのときの体積をV, とすれば, 球皮内の気体について のボイルシャルルの法則より, P.V_PoVB となり,VB= To TO が得られる。このとき,受ける浮力はPV=Pomeg IV To なる。したがって, B. が浮上する直前の球皮内の気体の温度を T=TB として,このときに成り立つ力のつり合い式は, PoVBg=poVg+Mg TB Po To -Vg=poVg+Mg となり,これより, TB= =PoV+M POV -To=- 1.15・2000+ 230 1.15.2000 ・300=330 K 24 DVA となり,TB<Tcであることがわかる。 したがって, 気球Bのほ うが気球Cより先に浮上する。 以上より, Bが浮上して, 次にCが浮上し, Aは浮上しない。 22の答⑥ 第4問 コンデンサー 問1. 直流電源の起電力をVとする。 スイッチ1を閉じて十分に 時間が経過したとき, コンデンサーには電流が流れず0となるか ら、抵抗にかかる電圧も0となる。 このとき, キルヒホッフの第 2法則より, 電源の起電力とコンデンサーにかかる電圧が等しく

Cはなんで浮くんですか？ 球皮内の質量が減るとかですか？

AP APo P₁ = Po= RT RTo となる。これらの式より, 球皮内の気体の密度はpi = To と 表せる。 したがって, 球皮内の気体が受ける重力は P.Vg=poVgとなる。一方,Cの球皮内の気体は温度が上 がっても体積は一定であるため、浮力の大きさはF=poVg のま ま変化しない。 以上より, C が浮上する直前で球皮内の気体の温 度がT=Tのときに成り立つ力のつり合い式は, Tc poVg=p.Vg+Mg Po となる。 これより, Tc=- PV PV-M -To: 1.15.2000 1.15・2000-230 ・300≒333K 21 の答② 問6 気球Aについては, 球皮内の気体の質量が一定で,受ける重 力は一定である。また, 体積が一定であるため温度が上がっても 浮力は一定であり, 浮上することはない。 気球Bについては,気球Aと同様に球皮内の気体の質量が一 定で,受ける重力は一定 (po Vg) である。 一方, 問2で考察したよ うに,温度が上がれば体積が増加し, 浮力は大きくなる。 上昇後 の温度がTのときの体積をV, とすれば, 球皮内の気体について のボイルシャルルの法則より, P.V_PoVB となり,VB= To TO が得られる。このとき,受ける浮力はPV=Pomeg IV To なる。したがって, B. が浮上する直前の球皮内の気体の温度を T=TB として,このときに成り立つ力のつり合い式は, PoVBg=poVg+Mg TB Po To -Vg=poVg+Mg となり,これより, TB= =PoV+M POV -To=- 1.15・2000+ 230 1.15.2000 ・300=330 K 24 DVA となり,TB<Tcであることがわかる。 したがって, 気球Bのほ うが気球Cより先に浮上する。 以上より, Bが浮上して, 次にCが浮上し, Aは浮上しない。 22の答⑥ 第4問 コンデンサー 問1. 直流電源の起電力をVとする。 スイッチ1を閉じて十分に 時間が経過したとき, コンデンサーには電流が流れず0となるか ら、抵抗にかかる電圧も0となる。 このとき, キルヒホッフの第 2法則より, 電源の起電力とコンデンサーにかかる電圧が等しく

⑷でどうしてX軸方向の運動方程式しか成り立たないのか、Ｙ軸方向のことは考えないのかというのと、 どうして重心で考えているのかがよくわかりません

34円運動 万有引力 ◇47. 〈半円形状の面にそった円運動〉 図のように, 半径Rの半円形のなめらかな面を もつ質量Mの台が水平でなめらかな床面上に固 定されている。 半円形の端点Aから質量mの小 A m 0 R 0 物体を静かにはなす。小物体の位置を,小物体とRsing 円の中心を結ぶ線分と水平線 OA がなす角度 0. 0で表す。 また、床面には水平方向右向きにx軸 をとり、半円形の最下点の位置を x=0 とする。 重力加速度の大きさをgとして,次の問いに答え よ。 (1) 小物体が角度0の位置を通過するときの速さ」 を求めよ。 M x 0 (2) このときの小物体が台から受ける垂直抗力の大きさ N と, 台が床面から受ける垂直抗力 の大きさFを,R, M, m, sine, gの中から必要なものを用いて表せ。 また, 横軸に角度 0,縦軸にNとFをとり, Nは実線, Fは破線としてグラフをかけ。 グラフでは, とし、適切な目盛りを振ること。 次に,台の固定を外して小物体をAから静かにはなす。 M = =4 m >+ (3) 小物体が角度の位置を通過するときの速さと,台の速さ Vを,R, M, m, sin 0, X gの中から必要なものを用いて表せ。 このときの小物体の水平方向の位置 x2 と, 半円形の最下点の水平方向の位置 X を R, M, m, cose を用いて表せ。 〔23 電気通信大] 必解 48. 〈ケプラーの法則〉

解説お願いします🙇‍♀️

24 図のように、飲み口のキャップをはずしたペットボトルに水を 満たして机上に置き、 ペットボトル側面の底部に穴を開けると水 は放物線を描いて下向きに放出される。 いま, 同じペットボトル に底部の穴を指で押さえてふさいだ状態にして水を満たし, 高い 位置まで持ち上げ, キャップをはずしたペットボトルを静かに放 すと同時に、穴を押さえていた指をはずす。 この後, 落下する容 器に対する水の運動の軌跡はどのようになるか。 最も適当なもの 25 をしたの①~⑤のうちから一つ選べ。 ① 25 ちか に 乗 下向きに放物線を描い て放出される。 上向きに放物線を描い て放出される。 まっすぐ直線を描い放 出される。 ④ ⑤ 水が浮き上がり 穴からは放出され ずに飲み口からあふれ出す。 水が浮き上がることなく, 穴から放 出されることも飲み口からあふれる こともほとんどない。 イ

この問題の解き方や途中式を教えて欲しいです。 答えは0.38J/(g･K)です

252 熱量の保存 (p.95~96) 熱容量が84J/Kの容器中に170g の水を入れたとき,全体の温度が 24.0℃で一定になった。 この中に, 90.0℃に熱した質量100gの金属 30 球を入れたところ,全体の温度が 金属球 (90.0°C) 容器 24.0°C 水 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。