読んでいただいてありがとうございます。 力学の質問があります。 こちらの問題の（2）なのですが、私はカエルの出したエネルギーというのが、どうにも気持ち悪くて、画像2枚目のように力積で考えてみたのですが、答えが合いません。。 どこで間違ってしまっているのでしょうか。 どなた... 続きを読む

カ学 58 天井からつるした滑車の両側に,それぞれ質 量mの皿A, Bをつるし、 皿Aに質量 Mの蛙、 皿Bに同じ質量Mのおもりをのせてつり合わせ る。I, 蛙, おもり以外の質量は無視できる。 この蛙は,床では高さんまで鉛直にとび上が れる運動エネルギーを出せるものとする。蛙が 同じエネルギーで皿Aから鉛直にとび上がると き、以下の間に答えよ。蛙の大きさは無視する。 0(1) 蛙が皿からとび上がるときの床に対する初 速度の大きさをVとし, 皿Aが床に接近する初速度の大きさかた 19 保存則 19 保存則 59 M V M+2m リ= 正の向きを 決めるのに 運動量保存則が成り立つためには, 物体 系に外力が働かないか, 働くとしても, そ GくUターン形 x4 x の座標軸を の力が0であればよい。 考えている。 M M (2) 蛙が出したエネルギーは Mgh であり, いまは,それが全体の運動エネル いだしたし4んかし 20 ギーに使われているから Mgh = ;MV2+小(m+M+m) 1 2 A B 2 (M+2m)gh M+m のを代入してVを求めると V= (3) 蛙がとんだ後の,皿とおもりの系につ いても1次元化を利用すると,加速度を a (M+m)g M, m, およびVで表せ。 X (2) 蛙の初速度の大きさ VをM, m, h, および重力加速度gで表せ。 (3) 蛙が皿Aから離れる距離の最大値はんの何倍か。ただし, I皿と床 の衝突はないとする。 mg aとして o。 (m+ M+m)a=-mg+(M+m)g M a= (埼玉大) M+2m IAの加速度は鉛直上向きにaであり, 蛙の加速度は下向きの重力加速 度gだから,皿に対する蛙の相対加速度は,上向きを正として,-gーa と なる。一方,相対初速度は Vー(一) =DV+v であり, 最も離れたときの Level(1)~(3) ★★ 相対速度は0だから Point & Hint (1)問題を1次元に焼き直して考えてみるとよい(問題24 (1参照)。すると, 物体系に対して重力という外力が左右に働くことになるが,そ の合力は……。 0°-(V+v)? = 2(-g-a)h' h'は距離の最大値である。①, ②, ③より, V,v,aを代入してんを求め 「保存則」というタイトルが大きなヒントになっている。 ると(①を用いてひをVに直してから②を代入するとよい), h'=h よって,1倍 (3)運動方程式を用いて, 皿Aに対する蛙の運動(相対運動)を考える。 10。 ECHURE (1) 次元化すると次のような力学系と同等である。外力としての重力は丘 右とも(M+m)g と等しく。 合力は0となっている。よ って, 運動量保存則が成り 立つ。右向きを正とすると Q 蛙が皿Aから最も離れる時と,蛙が床に対して最高点に達する時では、 どちらが先に起こるか。計算ではなく、定性的に考察してみよ。(★★) (M+m)g Mg や蛙 (1)で蛙がとび上がるときAを押す力を N, 糸の張力をT, その際の時 間をAtとする。蛙,A, Bとおもりの一体,についてそれぞれ力積と運 動量の関係式を記し, 次に運動量保存則を導いてみよ。 (★) mg 滑らかな水平面 0=-mu+MV- (M+m)u

この問題教えてください🙏答えは③です。

2 振幅4, 波長え, 周期 Tの正弦波がx軸上を正の向きに伝わっている。い ま、図3のように, 波の先端は x=0 の位置にある。縦軸 yは媒質の変位を 表す。この波が, x=A の位置にある反射面で固定端反射される場合, 図3の 時刻から2T後の波形を表す図として最も適当なものを, 次ページの①~④ の うちから一つ選べ。 12 y 反射面 A |0 -A 図 3 8 |ベ

緑の付箋が貼っているところ教えてください🙇‍♀️ 全部じゃなくて、1問でもいいのでお願いします┏〇゛

28.運動量と力積● ビッチャー ールをバッターがセンター方向(正面)へ打ちかえした。 この とき,30m/s の速さで水平に飛んできたボールを仰角 60°の方 向に30m/s の速さで打ちかえしたものとする。 (1) バットがボールに加えた力積Iの大きさはいくらか。 なるロケットが速度が[m/s] で進んでいるとき, 尾部Bを頭部Aに対する相対的な速さ 量が60kg, 台車Bと荷物の合計質量が10kgであるとき,台車Aと人が一体となって台 (2) ボールとバットの接触時間が1.0×10-2秒であったとすると, ボールが受けた平均の 30m/s 607 33.重心の運 が1の一様な って静止して 床直にx輪を (1)人が板上も カFの大きさは何Nか。 (2)人がA端 (3人がB端 天井に糸の一端を固定し, 他端に 29.運動量の保存(合体) 質量Mの木片をつるす。 水平方向から質量mの弾丸が速さかで 木片の中心に命中し, 弾丸は木片の中に止まり, 両者一体となっ て運動を始めた。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 一体となった直後の速さVを求めよ。 (2) 木片はどれだけの高さまで上がるか。 最下点からの高さんを 板とから (4)X, Xを 34. 平面上 な水平面上を m M 進んできて、 した。衝突機 るとき、衝多 さ(m/s」 求めよ。 例題8,40 30. 動く板の上での物体の運動 ように,質量mの小物体が質量Mの大きな板の 上にのっている。小物体と板との間の動摩擦係 Vo 右の図の 小物体 m 板 M 35.床との て床に落と 達した。重 (1)反発係数 (2) 手をはな での時間 床 数をμとし,板と床との間の摩擦を無視する。時刻 t=0 において, 小物体に右向きの 初速度 oを与えると, 板も同時に動き始めた。 右向きを正の向きとし, 重力加速度の大 きさをgとする。 (1)小物体が板に対して静止したときの板の速さVを求めよ。 (小物体に初速度を与えてから, 小物体が板に対して静止するまでの時間tを求めよ。 (3) 2回目に 36. 反発備 31.運動量の保存(分裂) している台車Aに乗った人が, 荷物をのせて静止している 台車Bを水平方向に押し出したところ, 台車Bと荷物は一 体となって1.5m/sの速さで進んだ。 台車Aと人の合計質 なめらかな水平面上に静止 1.5ms msで進む A B 14m/sで選 m/sで右向 (1) 質点Qの (2)買点Pと 車Bと反対向きに動く速さ »[m/s] を求めよ。 >例題 37.衝突徳 している質 させる。小 A1)国の右声 (2) 衝突後、 u[m/s] で一瞬のうちに分離した。 (1)分離後の頭部Aの速度を ひA[m/s], 尾部Bの速度を 分離則 Us [m/s) として, VA, VB, 1Uの関係を示せ。 (2) 頭部Aの速度ひA [m/s] を求めよ。 B |A B 分離後 例題8

(2)(b)のどのような電場Eなのか答えるところがわかりません なぜz軸の正の向きになるんですか？負の向きではないんですか？

molly 園278.磁場内でのらせん運動● 図のように, x軸の正の向 きに磁束密度Bの一様な磁場を加え,原点Oに速さっで, xy 平 面内でx軸と角0をなす方向に, 電子(質量 m, 電荷 -e)を進 入させる。その後の電子の運動について, 次の問いに答えよ。 (1) 0=0° のとき, 電子はどのような運動をするか。 (2) 0=90° のとき (a) 電子は磁場に垂直な yz 平面内で等速円運動をする。この電子の円運動の半々 および周期Tを求めよ。 (b) 電子が 0=90° の方向へ直進するためには,どのような電場Eを加えればよいか また,このときのv, B, Eの間の関係式を示せ。 B ト 0 0 P 2 A1:

基本例題59の(3)について 解答をみるとおんさを振動数の大きいものに変わっても基本振動数は同じのように見えるのですがあっているでしょうか？ そもそも、基本振動数はなにで決まるのか教えて欲しいです！ お願いします(>人<;)

| 1=59.0 cm として, 振動数のより大きいおんさを筒口で鳴 円筒の上端近くで振動数 420HZのおんさを鳴らしながら, | 距離1が 14=19.0cm, l2=59.0cmのとき, 共鳴音を聞いた。 岡。ともの差が半波長である。開口端補正に注意する。 |円時の水面の位置を徐々に変えたところ, 上端から水面までの 図2 10 影は(1)と同じなので, 図2より 1=×3=050×3=0.75m 2 *296,297,298,299 の水面の位置を徐々に変えたところ,上端から水面までの A 北鳴したときの筒口の腹の位置は, 筒の上端よりどれだけ 上にあるか。 オとき、次に共鳴が起こるのは振動数が何 Hz のものか。 んとムの差が半波長である。開口端補正に注意する。 A1。 Me 国)開口端補正があるので, ム= と ム= 19.0cm はならない。 l2= 59.0cm 図1より =59.0-19.0 2 0em よって ス=80.0 cm=0.800m V=f^=420×0.800=336m/s (2) 開口端補正 A1を求めればよい。 図 図1 図2 1より と共鳴する(図2 )。 基本振動数をfiとすると 420=3×f」 よって,5倍振動の振動数 f。 は 干の音 41= -ム=D20.0-19.0=1.0cm (3) 振動数 420Hz の場合は気柱の3倍 振動と共鳴したから, 次に5倍振動 420 -=700Hz 3 f=5×fi=5×- POINT 弦の振動 両端が節 気柱の振動 開口端が腹,閉口端が節 ベN

至急です！ 分かるところだけで大丈夫です！ 単位付きで解説お願いします、、

1. 図1は片側2車線の直線道路を走っている2台の車 A, Bのx-t グラフである。時 刻」で2つの車の位置は等しい。時刻」に対応する2つの車の位置は x」である。 0時刻」と位置x」を求めよ。 2時刻」の時に,車Bの速さugを求めよ。 [配点5点×2=10 点] [配点5点×1-5 点] x(m)4 X, A:x=4t+6 B:x=2t? 0 図1 2. ストレートな道を,自転車が進んでいる。自転車の速さいと時間」のグラフが図2 になった。これについて,次の各問に答えよ。 0 この自転車の Os~6s, 6s~16s, 16s~20s の間の加速度は,それぞれいくらか。 2 時刻 Os から時刻t=20s までの自転車の進んだ距離を求めよ。 [配点5点×3+10 点×1-25 点] U(m/s)4 10 4 0 6 16 20 t(s) 図2

分かるところだけで大丈夫です💦 単位つきで解説お願いしたいです、、🙇‍♀️🙏

1. 図1は片側2車線の直線道路を走っている2台の車 A, Bのx-t グラフである。時 刻」で2つの車の位置は等しい。時刻」に対応する2つの車の位置は x」である。 0時刻」と位置x」を求めよ。 2時刻」の時に,車Bの速さugを求めよ。 [配点5点×2=10 点] [配点5点×1-5 点] x(m)4 X, A:x=4t+6 B:x=2t? 0 図1 2. ストレートな道を,自転車が進んでいる。自転車の速さいと時間」のグラフが図2 になった。これについて,次の各問に答えよ。 0 この自転車の Os~6s, 6s~16s, 16s~20s の間の加速度は,それぞれいくらか。 2 時刻 Os から時刻t=20s までの自転車の進んだ距離を求めよ。 [配点5点×3+10 点×1-25 点] U(m/s)4 10 4 0 6 16 20 t(s) 図2

色々書いてありますが、考え方と答えを教えてください！

問5 ☆☆☆ ア 回路アの豆電球の 明るさを1とする。 回路(イ~キ)の豆電球それぞれの 明るさを数字で表せ u電球 L7 1V×1A ウ エ 0.5 9 0.5 -8 /レxa.5A 1レx0.5A カ 2V×1A キ オ 8-& 8-& L- i 2レ×0.5A 1レメ2A 1V×1A 1レ×1A

なぜ－０、４ではなくて－４、０になるのですか？教えてください！！

0-1201 A100 s から 150sのとき、a=( 750-100 )-( -0.40ml5) これらを表にまとめると、

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