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物理 高校生

力のつり合いの問題について質問です。 力の図示までは分かるのですが、赤枠で囲んだ部分がよく分かりません。 なぜCにm1g、Mg、m2gの3つの力がかかっているといえるのでしょうか。 考え方・過程を教えて頂きたいです。 よろしくお願いします🙇‍♀️

第1編 カ学 力のつり合い 36 2つの滑車A, Bがある。図のように糸をかけ て,質量がそれぞれ m,, ma, Mである3つの分 銅をつるしたら, 糸 AC, BCが水平とそれぞれ 0., 6,の角度をなしてつり合った。 次の問いに答 えよ。ただし,糸の質量は無視し, かつ滑車に摩 擦はないものとする。 (1) m,, ma, M, 0, および@.の間に, どんな関 係があるか。2つの式で表せ。 例題1-6 B Ap 6 A。 M2 m」 M (2) m」= m, のときは (i) 6,= 6.であることを示せ。 (i) m,=m,=2[kg], 6,= 0:=30° ならば, Mの値はいくらか。 (熊本大) 解答 (1) 図のように糸を3つの部分α, B, yに分けてみ る。摩擦のない滑車にかけても一本の糸の張力は変 わらないのでこのように3つの部分に分けて考える のである。糸αは質量 m, の分銅をつるしているの でその張力は m.g (gは重力加速度の大きさ)に等 しい。同様に,糸 B, Yの張力はそれぞれ Mg, mgである。これら3つの張力が結び目の点Cに はたらき,つり合っていることになる。点Cは質 A B \Q Y 張 C B! 4mg キmg キMg 量のない質点とみればよい。 水平方向のつり合いより mig cos 0, = m:g cos b2 mg sin 0, Mg Mg m」COs O, = m2 COs b2 mg sin 0。 6.A。 鉛直方向のつり合いより mg sin0, + mgsin@z=Mg m,sin0, + m.sin 0z=D M…@ (2)(i) 式ので m,=m,とすれば cosθ,=cos b。 C mig cos 6,| mg cos b2 LMg Mg . 0,= 02 (i) 与えられた値を式2に代入すれば 2sin 30°+2sin 30°= M : M=2 [kg) さ 重力

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物理 高校生

なぜ温度が等しくなるのですか?

4. 以下の設間の解答を所定の解答欄に記入せよ。 解答中に分数が現れる場合は既約 分数で答えよ。なお, 導出過程は示さなくてよい。 熱を通さない断熱材でできた内側の断面積Sのシリンダー容器(以後, 容器と 呼ぶ)がある。気体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (A) 図1のように容器を鉛直方向に固定し, 熱を通す透熱材 (熱をよく通す素材) でできた熱容量の無視できる質量 Mのピストンを容器内側の中央に設置して, ビストンの上側と下側にそれぞれ1 mol ずつ(合わせて2mol)の単原子分子の 理想気体を入れた。 ピストンで密封された上側と下側の理想気体の圧力, 体積, 温度はともに等しく,その圧力を P。体積をV%温度を T, とする。この状態 を状態1とする。/ 次に状態1で容器の中央に設置されていたピストンの固定を外すと,ピストン は鉛直下方にゆっくりと距離aだけ移動して静止した (図2)。この過程におい て,ピストンで仕切られた理想気体は常に平衡状態に達しており; ピストン上側 の理想気体の圧力はP, 体積は Vで, ビストン下側の理想気体の圧力は P, 体 ん 積はVらであった。この状態を状態2とする。なお, ピストンと容器の間に摩擦 力はなく,ピストンは鉛直方向になめらかに動くことができる。また, ピストン と容器のあいだに隙間はなく, ピストンで仕切られた理想気体は反対側に漏れ出 品。 ることはないものとする。

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