ア〜オの解説と答えお願いします！ わかりません！

② 15浮力と力のつりあい [2015 北里大] 次の文中のア~オに最も適するものをそれぞれの解答群から1つ選べ。 鉄とアルミニウムの球を水中で落下させる。 鉄の密度をp] [kg/m²), アルミニウムの 密度をp2 [kg/m²), 水の密度をPw [kg/m²], 重力加速度の大きさをg [m/s ] とする。ま た,鉛直下向きを正とする。 まず 同じ半径R [m]の鉄の球とアルミニウムの球を初速度0で同時に落下させた。 球の体積V[m²] を用いると, 鉄の球にはたらく浮力の大きさは ア [N] と表すことが できる。 水の抵抗力の効果が無視できるならば,初速度0で落下し始めてから[s] たつ と鉄の球の速度はイ (m/s] となり, アルミニウムの球の速度のウ倍となる。 実 際は、水中では物体の運動を妨げる向きに水の抵抗力がはたらく。 球の落下する速さとと もに水の抵抗力は大きくなっていき, やがて、重力、浮力、 抵抗力の合力が0になると, それ以降は球の落下速度は一定となる。 鉄の球とアルミニウムの球の落下速度がそれぞれ 一定となったとき, 鉄の球にはたらく水の抵抗力の大きさはアルミニウムの球にはたらく 水の抵抗力の大きさのエ倍である。 同様に, 半径RA [m], Rs [m) の2つの鉄の球を初速度0で落下させた場合は,球の落 下速度が一定になった後に, 半径Rの球にはたらく水の抵抗力の大きさは半径Rの球 にはたらく水の抵抗力の大きさのオ倍である。 ⑤ 9 (1) エ 6 (5) 9 ウ の解答群 オ Ⓒ (P₁-Pw)Vg イ の解答群 ① (p1-pw)gt ② (pw-pigt ⑤ ⑨ ① アの解答群 ① PV (5 ow Vgt P₁ (P-1) gt P2 P1 P2-Pw pi-pw P₂(P1-Pw) Pi (P2-Pw) の解答群 02 P1 P2-PW pi-pw P₂(P1-Pw) pipz-Pw) の解答群 RB RA 3 [RA] 3 R BO (2) ②pwv pw V 9 10 (p₁+Pw) Vg 10 (2 6 10 2 (6) 10 RA RB RBOW RAPI piVgt pw. P1-1 Pw P1 P2 P1-PW P2-Pw pi(P2-Pw) P2P1-Pw) P1 P2 P1-PW P2-Pw P1(P₂-Pw) P₂P1-Pw) ③3③3 8 RB2 2 RAS] 3 p₁Vg Ⓒ ⑦ RAPW RB01 3 ⑦ 3 (P₁-PW)V ⑦ Pw P1 gt P2-P1 P1 Pw P1 P₂P₂-Pw) pipi-Pw) P2-P1 P1 4 9 gt 8 P₂P₂-PW) P₁(P1-PW) 2 RA 4 pwVg ⑧ (p1+pw)V 2 RB2 RB³01 3 RA³PW (4) 8 (4) ⑤ 10 (8 10 P1 Pw 01 Pw P1-P2 P2 agt P1(P1-PW) P₂P₂-Pw) P1-P2 P2 Pi(P1-Pw) P₂ (P₂-PW) 3 RB RA RASPI RB³PW

ア〜オまで教えてください！！ 解き方わかりません

② 15浮力と力のつりあい [2015 北里大) 次の文中のア~オ に最も適するものをそれぞれの解答群から1つ選べ。 鉄とアルミニウムの球を水中で落下させる。 鉄の密度をp] [kg/m²), アルミニウムの 密度を P2 [kg/m²), 水の密度を p. [kg/m²] 重力加速度の大きさを g (m/s^)] とする。 ま た, 鉛直下向きを正とする。 まず 同じ半径R [m]の鉄の球とアルミニウムの球を初速度 0 で同時に落下させた。 球の体積V[m²] を用いると、鉄の球にはたらく浮力の大きさは ア [N] と表すことが できる。 水の抵抗力の効果が無視できるならば,初速度0で落下し始めてから [s] たつ と鉄の球の速度はイ [m/s] となり, アルミニウムの球の速度のウ倍となる。 実 際は, 水中では物体の運動を妨げる向きに水の抵抗力がはたらく。 球の落下する速さとと もに水の抵抗力は大きくなっていき, やがて,重力, 浮力, 抵抗力の合力が0になると, それ以降は球の落下速度は一定となる。 鉄の球とアルミニウムの球の落下速度がそれぞれ 一定となったとき. 鉄の球にはたらく水の抵抗力の大きさはアルミニウムの球にはたらく 水の抵抗力の大きさのエ倍である。 同様に, 半径R [m], Rg [m) の2つの鉄の球を初速度0で落下させた場合は, 球の落 下速度が一定になった後に, 半径 R 』 の球にはたらく水の抵抗力の大きさは半径Rの球 にはたらく水の抵抗力の大きさのオ 倍である。 ウ 9 ① ⑤ エ (1) (5) 9 6 ⑤ ① (5) Ⓒ (P₁-Pw)Vg イ の解答群 ① (pi-pw)gt (Pw)vg. Vgt pi ① PV の解答群 P V9 pw P₁ の解答群 P2 P1 P2 P1 P2-Pw pi-pw P₂(P1-PW) Pi (P2-Pw) の解答群 pz-pw pi-pw オの解答群 -1 gt P₂(P1-PW) pi(P2-Pw) RB RA 3 RA 3 RB2 2 (2) 6 ⑩ (p1+pw)Vg ② (pw-pigt 6 10 2 (6) 10 RA RB (2 6 10 pwV pw RBPW RAPI P1 pw pw P1 P2 P₁-Pw P2 - PW pi(P2-Pw) P₂(P1-PW) P1 P2 Vgt pi-pw P2-pw pipz-Pw) P2P1-PW) ③ (8) RB2 2 RA 3pVg Ⓒ (P₁-Pw)V RAPW RB01 7 3 7 3 Pw P1 @gt P2-P1 P1 Pw P1 P₂P2-PW) P₁(P1-PW) P2-P1 P1 4 9 gt P₂P₂-Pw) Pi(P1-Pw) 2 RA 4 owVg ⑧ (p1+pw)V RB RBP2 RAPW 8 4 8 (4) (8 ⑤ 10 agt Pw/ Pw/ P1-P₂ P2 P₁(P₁-Pw) P₂P₂-PW) P1-P2 P2 P₁(P₁-Pw) P₂P₂-PW) RB RA RASPI RB PW

この問題なんですけど，物体が上がったら、ピストンが押されて、体積が変わると思うんですけど、なぜ体積が変わっていないんですか？

195 力のつり合いと気体の法則 右図のように,大 気と同圧力 温度 T の気体が閉じ込められた断 面積80セストンつきシリンダーが床に固定されて いる。このビストンと床に置かれた質量の物体を、 滑車を用いてひもにゆるみがないようにつなぐ。この とき,ピストンはシリンダーの底からの高さであっ た。ピストンおよびひもの質量は無視でき,ピストン はなめらかに動くものとする。 また,重力加速度の大 gとする。 サンダー内の気体をゆっくりと冷やしていくと、 初めのうちはピストンは動かな たが、ある温度になったとき、ピストンが動いて物体が上がり始めた。 このとき シリンダー内の気体の圧力はいくらか。 2 weigh the (1)で物体が上がり始めたときの気体の温度 T はいくらか。 (1) X7 Po.To Ţ ( lo

（1）の解説で右辺のとこに 4.0を足してるのはなんですか？🙇🏻‍♀️💦

186 ボイル・シャルルの法則 容器 A(容積 4.0×10m²) 内 圧力 3.0×10 Pa,温度27℃の空気が入っている。 初め. 容器B ( 容積 8.0×10m²) 内は真空であった。 Da0 (1) コックを開け、全体の温度を27℃に保つと、 圧力はいくらになるか。 (2) コックを開け, 全体の温度を127℃に保つと、 圧力はいくらになるか。

この問題はどう解けばいいでしょうか？ 詳しく教えてくれると嬉しいです、m(_ _)m

62 浮力と力のつりあい 図1のように,密度 水面 8.0x10²kg/m² 1辺0.10mの立方体の形をし た物体を棒で押し、水中に沈めて静止させた。 水 の密度を1.0×103kg/m² 重力加速度の大きさ を9.8m/s²とし、棒の太さは無視できるとする。 (1) 図1で物体が受ける浮力の大きさはいくらか。 (2) 図1で棒が物体を押す力の大きさはいくらか。 棒 物体 図2 (3) 棒で物体を押すのをやめたところ, 物体は上昇し, 図2のように、水面に浮かん だ状態で静止した。 水面より下の部分の物体の体積は、物体全体の体積の何%か。 ヒント (3) 物体が受ける浮力の大きさは、物体が排除した部分の水の重さに等しい。 5

この問題の解説なんですが、解説右側の6行目の右辺の分母がV’になる理由がわかりません。 はじめにフラスコ内にあった空気の質量の何倍かを問われているなら、はじめにフラスコにあった体積Vを分母にもってくるのではないのですか？

子の分子量を28, アボガドロ定数を 6.0×1023/mol, 気体定数を 8.3J/ (mol (1) 窒素分子1個の質量は何kgか。 (2) 7℃における窒素分子の二乗平均速度は何m/sか。 √249 5.0 として計算せよ。 (3) (2) の速さの窒素分子1個が, 容器の壁に垂直に弾性衝突をしてはねかえるとき, 壁に与える力積の大きさは何N･sか。 (4) 窒素分子が,(3)と同じ条件で容器の壁に衝突する。 1.0×10 Pa(1気圧)の圧力が 生じるためには、壁の面積1m²あたりに、毎秒何個の窒素分子が衝突すればよいか。 ヒント (2) 二乗平均速度√は、気体定数をR,絶対温度をT,アボガドロ定数を 例題 39 NA,分子1個の質量をmとして、ア と表される。 発展例題24 ボイル・シャルルの法則 「発展問題 297 口の開いたフラスコが,気温 〔℃〕, 圧力 p, [Pa] の大気中に放置されている。このフ ラスコをt〔℃〕までゆっくり温めた。次の各問に答えよ。 18 (1) このとき, フラスコ内の空気の圧力はいくらか。 (2) 温度が t〔℃〕 から t〔℃〕になるまでに。 フラスコの外へ逃げた空気の質量は,はじ めにフラスコ内にあった空気の質量の何倍か。 SKE 指針 一定質量の気体では,圧力か,体積 pV V, 温度 T の間に, =一定の関係 (ボイル・ シャルルの法則) が成り立つ。 フラスコの外へ逃 げた空気も含めて, この法則を用いて式を立てる。 解説 (1) フラスコは口が開いており, 大気に通じているので, フラスコ内の空気の圧 力は大気圧に等しい。 したがって〔P〕 (2) フラスコの容積をV[m²] とし, 温める前の [℃], pi [〔P〕,V[m²]のフラスコ内の空気が、 温めた後, t〔℃〕, p [Pa], V'[m²] になったと する。 ボイル・シャルルの法則の式を立てる と. 3RT Nam DIV 273+t₁ P₁V' 273 + t2 273+t2_ 273+t₁ これから, V' = VX フラスコの外に逃げた空気の体積 ⊿Vは, t₂-t₁ 4V=V'-V=Vx 273+₁ AD 温める前にフラスコ内にあった空気の質量を m, 外に逃げた空気の質量を⊿m とすると, 4m AV が成り立ち , V' m Am m VX VX - 273+t₁ 273+tz 273+t₁ t₂-t₁ 273 + t2 倍

①と②の問題で「ゆっくり加熱｣や「ゆっくり冷却」とありますよね。②では定圧変化ですが、③ではそうとは限らないそうですが、これはなぜですか？ またこれはピストンが仕切られているか仕切られてないかは関係しますか？

EC M/ B ARTA (20) 19 図のように両端を密閉したシリンダーが,なめら かに動くピストンで2つの部分 A, B に分けられて おり,それぞれに単原子分子理想気体が1〔mol] ず つ入れられている。 シリンダーの右端は熱を通しやすい材 料で作られているが,それ以外はシリンダーもピストンも断熱材で作られている。は じめの状態では,A, B内の気体の体積は等しく, 温度はともに To 〔K〕 であった。 次 はりあり に、 右端からB内の気体をゆっくりと熱したところ, ピストンは左向きに移動し、最終 的にA内の気体の体積はもとの半分になり,温度は T 〔K〕 になった。 気体定数を R[J/(mol･K)] として,以下の問いに答えよ。 仕切 (1)この変化の過程で,A内の気体が受けた仕事は何〔J〕か。 (2) 変化後のA内の気体の圧力は最初の状態の何倍になったか。 (3) 変化後のB内の気体の温度は何 [K] になったか。 (4) この変化の過程で, B内の気体が外部から吸収した熱量は何〔J〕か。 B 図のような2つの円筒容器 1,2, コックで連結さ (京都府大 ) 断面積S

熱力学で球形容器の受ける力積になぜcosθが付くのか分かりません！どなたか教えてください！ その問題は下の画像の(ⅰ)と(ⅰ)'です！

半径rの球形容器を考える。 この中に速さがμの粒子を1個入れよう。 10 m (i) 図のように1個の粒子 (質量m) が衝突したとき容器の受ける力積の大きさはいく らか。 (i)、この粒子が次に容器に衝突するまでに進む距離はいくらか。 (ii) この粒子は1秒間で何回容器に衝突するか。 (i) この粒子が1秒間で容器に与える力積の大きさはいくらか。 N個の粒子を入れよう。 (iv) 容器におよぼすN 個の粒子による平均の力Fはいくらか｡ (vを用いよ) (v) 容器におよぼすN個の粒子による圧力Pはいくらか。 (vi) 1/2mv²を,Tを用いて書け。

浮力に関する問題です。8の問題では物体自体の重さも加えて考えているのに対して、7は押し除けた分の液体の重さのみを考慮しているのはなぜですか...？？

(2) (3) 8 7. 液体中の圧力、浮力 ↓POA S 密度 + eshg F = Shieg V=S(hi-hi) PSL 浮力 & Port ↑ PoS(L-2 psLg ma = - おわり(m) mg m PSL 0=Pshg+Pos- Sheeg ※物体そのものの 動かを考えている 理由は?? g 断面積 x L-x P=Po+exg Ps seg (hiha) =lgv " A-eg Vi ※浮力に圧力が含まれているので、 考える必要ない 「浮きの質量」 浮力の大きさ x= L PSL e (20より上向きに加速) Date 23 「浮き」のうち水に浸かっている部分が押しのけた 水にはたらく動の大きさと同じだけ 上向きの浮力が生じる。 Po 質量 力のつり合いより 0-mg-pskg + PoS (L-x)g mg + psig L- Posg 5.13 Pos(L-x)g -- m ※圧力は浮力問題なので考慮なし. ①まず重力(地球からの) m Post 糸が切れた直後の加速度α(上向き正)として運動方程式より - eskg + PoS(レース)g mg. mg

なぜこの熱力学第一法則でこれはマイナスになるのでしょうか？圧縮もしてませんし、仕事もされてるとか、明記されてないです。

加していくが、ある体積 Vi〔m² 〕 を超えると減少していく。 V, を求めよ。 220 気体の変化 次の問いに答えよ。 (1) 体に加えられる熱量をQ 気体にする仕事を気体 の内部エネルギーの変化をAUとして,これらの間に成り 立関係式を答えよ。 また、この関係式が表す法則の名前 を答えよ。 次に, ピストンのついたシリンダーに閉じ込めた気体を加 熱する場合を考える。 気体の体積を一定にして加熱する場合 を(a),圧力を一定にして加熱する場合を(b) とする。 ピストンは固定 気体 熱する (a) ピストンは動く (2)(a)の場合,気体にする仕事 wa は正か0か負か。また, 加えられる熱量Qa, 内部エネルギーの変化4U の間に成◎◎ ◎熱する り立つ式を答えよ。 (b) (3) (b) の場合,気体にする仕事 wb は正か0か負か。 また, 仕事 wb, 加えられる熱量 Qb, 内部エネルギーの変化4U の間に成り立つ式を答えよ。 (4) (a)と(b)の場合で,同じだけ温度を上昇させる場合を考える。 気体の内部エネルギー を温度だけの関数とすると, AUと4U との大小関係はどうなるか。また, Qa と Q との大小関係はどうなるか。 さらに, (a)の場合の比熱 c と (b) の場合の比熱 co との大 小関係はどうなるか。 ただし, (a) と(b)の場合で気体の質量は等しいとする。 ント 218 (1) pV=nRT (1)2) ピストンにはたらく力のつり合いを利用する。 (3) -Vグラフの面積を利用する。 (5) 熱力学第1法則 219 センサー 55 (2) 直線の方程式を求める。 pV=nRT (3) 熱力学第1法則を用いる。 14 気体の状態変化