(4)からの解説お願いします。学校でもらった問題集で類似問題探したんですけど、似たようなものがなかったので答えは初めの問題から62543です。

ⅣV 図のように、真空中において点0を原点とするxy座標平面上の点A(a, 0)に電気量 +4Q(Q > 0), 点B (-a, 0)に電気量9Q の点電荷を固定した。 y軸上の点(0, α)を 点C.x軸上の正の領域で点0から十分にはなれた点を点D. クーロンの法則の比例定数をと する。 また, 重力の影響は考えないものとする。 C(0, a) -9Q + 4Q B(-a, 0) A(a, 0) D 次の各問いについて それぞれの解答群の中から最も適切なものを一つ選び, 解答欄の数字にマー しなさい。 (1)x軸上において電場が0となる点のx座標を求めよ。 16 16の解答群 1 ① ④ 3a (2)点Cにおける電場の成分の大きさを求めよ。 17 17 の解答群 ① √2 kQ 3a² 5/2 kQ 2a2 5√2 kQ 4a² 5kQ 2a 5a 3√2kQ 2a2 13/2kQ 2a2 (3) 電気量+q(q> 0)の点電荷Pを点Cから点Dまでゆっくり運ぶのに必要な仕事を求め よ。 18 18 | の解答群 /2kQg √2 kQq √2kQg ① a 3a 5a 3√2kQg 5/2 kQq 7/2 kQq 2a 2a 2a (4) 点Dで点電荷Pを静かにはなしたところ, 点電荷Pはx軸に沿ってx軸の負の向きに運動 し、x軸上の点Eで速さが0となった。 点Eのx座標を求めよ。 19 19 |の解答群 a a 2a a 5a a (5) 点電荷Pの質量をm とする。 点電荷Pが点Dから点Eまで運動する間の速さの最大値を 求めよ。 20 20 の解答群 [kQq 5 ma /2kQq ma [kQq 2ma /3kQq ma /kQq ma /5kQg ma

画像の問題の問7の答えが③になる理由が分かりません。 解説をお願いしたいです。

第1問 図1のように、なめらかで水平な床の上に, なめらか な表面をもつ質量 M の台が水平に置かれている。 台の右側は, 点を通る紙面に垂直な軸を中心とした半径の半円筒状に, 直方体がくりぬかれた形をしている。 図1は床に鉛直な断面を 示しており、 面 AB は水平で, 曲面BCになめらかにつながっ ている。 点0を原点とし、 水平右向きにx軸, 鉛直上向きに y軸をもつxy座標をとる。 重力加速度の大きさはg とする。 床は十分広く、空気の影響は無視できるものとする。 運動はす べて図1の紙面内 (同一鉛直面内) で起きているものとし、 以 下の問いに答えよ。 [1] 台を床に固定し,質量mの小物体を面 AB上のある点から 速さで水平右向きにすべらせた。 小物体は半円筒に沿って 運動し、BC間の途中の点Dで台から離れ, 最高点 Qに達 したのち落下した。 x軸とODのなす角をα 点Dにおける 小物体の速さを 点Dから点Qまでに要する時間を する。 小物体の大きさは無視できるとする。 Vo B 床 図1 問1 小物体がBD間の∠BOP = 0 となる点Pにあるとき, 小物体の速さを 0, 1, g を用いて表せ。 問2点Pで小物体が受ける垂直抗力の大きさNを,m,vo, 0, l,g を用いて表せ。 問3 速さを, α, L, g を用いて表せ。 D 台 問4時間 t を,,αg を用いて表せ。 問5点Qの座標 (X, Y) が次の等式で表されるとき, gのうちから必要なものを使って書き表せ。 ① (5) の空欄に入る式または文字を,,,, X= ① × ② - ③ × ④ xt YQ = ① × ④ + ③ × ② xt- ⑤ x t² [2] 台の固定を外し、 静止した台の面 AB 上のある点から, 質量mの小物体を速さで水平右向きにすべらせた。 小物体は 半円筒に沿って運動してある高さまで上がったのち, 台から離れることなく折り返し, 半円筒に沿って降りて面ABに引 き返した。 小物体の大きさは無視できるとする。 問6 小物体が最大の高さに達したときの小物体の床に対する速さを 02, m,Mを用いて表せ。 問7面ABに引き返した小物体が,床に対して左向きに進むのは,mとMの間にどのような関係があるときか。 次の①~ ⑧のうちから最も適切なものを1つ選んで番号で答えよ。 (1 1 -M m<- (7) m<2M ② m> -M ③m <M 4 m > M ⑤ m<√M ⑥m> √2M ⑧ m>2M

自分の計算だと分子のmとMの符号が逆になったのですがこれ計算間違いでしょうか。

15 保存則 ばね定数kの軽いばねの一端を質量 Mの円筒容器の底 に固定する。 質量mの物体Pと容器の間に摩擦はなく, 容器の厚みは無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとする。 m P k (1) 図1のように, 容器を鉛直にして台上におき,Pを ばねの上端に静かにのせ,P を支えてゆっくり下げて いくとき、ばねは最大いくら縮むか。 図1 (2) 図1のような状態で、はじめPをばねの上端に静かにのせ、急に Pを放したとき, ばねは最大いくら縮むか。 k M k Vo m M m 図3 図2 (3) 図2のように, 容器を滑らかな水平面上におき, 容器を押さえて, Pをばねに押しつけてαだけ縮め,全体が静止している状態で,容 器とPを同時に放す。 ばねから離れた後のPの速さを求めよ。にし (4) 図3のように,滑らかな水平面上に静止している容器のばねに、 P を水平方向に速さであてたとき, (ア) ばねは最大いくら縮むか。 (イ) やがてP はばねから離れる。 その後のPの速さを求めよ。 (弘前大)

線を引いたところで飛行機に対して平行な方向へ投げたら相対速度と実際の速度は変わりますか？ また最後の問いの時はY軸方向の初速度が50だからずっと50m/sということで合っていますか？

第1問 図1のように、水平な地表面上に軸と y軸を設定する。軸と軸は直交している。飛 行機がy軸の上方490mを速さ50m/sで y 軸正 の向きへ水平に飛んでいる。 この飛行機が xy 座 標の原点 0 の真上 (鉛直上方) を通過した瞬間に 小球を投げ出す場合を考える。 空気抵抗は無視で きるものとし、重力加速度の大きさを 9.8m/s2と して以下の問いに答えよ。 数値については,有効 数字2桁で答えること。 高さ490m 速さ 50m/s 図 1 → 小球を水平方向に投げ出すとする。 飛行機に対する小球の速度をある向きである大きさに したら, 小球が原点0に落下した。 (2) 問1 小球を投げ出す速度 (飛行機からみた速度)の大きさと向きを答えよ。 向きを答える には,どの軸の正負どちら向きかを答えること。 問2 小球が投げ出されてから地表に達するまでにかかる時間を求めよ。 (T) 次は,小球を飛行機に対して速さ4.9m/sでæ軸正の向きに投げ出した場合を考える。 問3 落下地点のæ, y 座標をそれぞれ求めよ。 (31) 今度は,小球を飛行機から見て真下向き (飛行機に対する相対速度が鉛直下向き)に速さ 49m/sで投げ出した場合を考える。 問4 落下地点のæ, y 座標をそれぞれ求めよ。

L＝1/2at^2だと思ってt=√2L/gにしたのですがどうしてL/hを使うのかがわかりません

第2問 次の文章を読み,後の問い (問1~4) に答えよ。(配点 19) 図1のように, 実線で示した斜面上の高さんの点Pに小球を置く。 時刻 0に小 球を静かに放すと, 小球は初速度0ですべりはじめ, 基準の高さにある斜面上の 点Qまで達した。 ただし, 斜面と小球の間の摩擦および空気抵抗は無視でき,ま た,重力加速度の大きさをg とする。 小球 0 高さん 斜面 図 1 基準の高さ

このエネルギーの問題の解き方がわかりません。どなたか教えて頂けませんか？

図に示すように、 粗い水平面上で、 ばね定数k=14N/m の ばねの一端を固定し他端には質量1.0kgの物体を取り付け た。 ばねの自然長の位置から距離sだけ引いて静かに離す と、物体はちょうどばねの自然長位置まで移動して止 まった。物体と水平面との間の動摩擦係数μ'=0.20、重力 加速度は9.8m/s 2 として、以下の文章の(1)~(6)に入る数 字を有効数字2桁で求めて入力せよ。 バネの弾性エネルギーの基準点を自然長にとる。物体を 離した瞬間の運動エネルギーは (1) J、弾性エネルギーは (2) N/m × (s[m])2である。 また、 ばねが自然長になって物 体が静止した時の運動エネルギーは (3) J、弾性エネル ギーは (4) Jである。つまり床面からの摩擦力により物体 が負の仕事をされたために、 力学的エネルギーが減少し た。このエネルギーと仕事の関係より、距離s は (5) cm であることが求められる。 (a) 初期状態 自然長 CC C C C C C C CO (b) 停止状態 自然長 S m O

(7)の模範解答が(m+M)g/kになっているのですがどうしてか分からないので教えていただきたいです。 私は(M-m)g/kかと思いました。 あと、⑼の途中式も教えていただきたいです。

0000000000000000 【B】 なめらかに回転する軽い定滑車に, 軽い糸をかけ, 一端に質量mの小球 P, 他端に 質量 M(M>m)のおもり Qをつり下げた。 次に, P と床の間を, ばね定数kの軽いばねで 鉛直方向につなぎ, P, Q をつりあいの位置で静止させた。 ばねが自然の長さになるときの Pの位置を原点(x=0)として,鉛直上向きに x 軸をとる。また, 重力加速度の大きさをg とする。 (7) P, Q が静止しているときの, P の位置を求めよ。 IC m M (7)の状態からP を引き下げて静かにはなすと, P は糸がたるむことなく単振動をした。 (8) P が位置 x にあるときのPの加速度を α, 糸の張力の大きさをTとし,P, Q のそれぞれの運動方程式を示せ。 ただし,Pは鉛直上向き, Qは鉛直下向きを正とする。 (9)Pの単振動の角振動数を求めよ。 (10) 糸がたるまないためには, P をはなす位置がいくらよりも上であればよいか。

問3についてです。 容器の中の空気の圧力が回答をみると図35-3では下向きに図35-4では上向きになってたりしてる理由を教えてほしいです。

*第35問 次の文章を読み, 下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 18分 れ、底面を上にして静かに手を離すと, 図1のように, 円筒中の水面が外部の水 より少し下がった状態で,鉛直に静止した。 外部の大気圧をPo, 水の密度を 一端を閉じた質量M, 断面積Sの円筒を,内部に少し空気が残るように水中に入 力加速度の大きさを」とする。円筒は熱を通さず、円筒の厚さは無視できるもの する。また,円筒内部の空気は、常に水温と同じ温度であるとし,その質量は に比べて十分小さく無視できるものとする。 DISO OST 大気圧 Po 質量 M, 断面積 S 問2 水温を測定したところ15℃であり、円筒内の気柱の高さはだった。その状 態から,水温を43℃まで上げた。 このとき気柱の高さはの何倍になるか。 最も適当な数値を,次の①~⑥のうちから一つ選べ。ただし、外部の大気圧 はPo. 水の密度はpのままであるとし、水の蒸発は考えないものとする。 2 倍 ① 0.3 ② 0.9 ③ 1.1 ④ 1.5 ⑤ 2.2 ⑥ 2.9 問3次に,図2のように円筒を鉛直に保ったまま引き上げると,円筒内の水面は 外部の水面からんの高さまで上がった。 このとき,手が円筒を上向きに支えて いる力の大きさを表す式として正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 p 図 1 Po h 問1 円筒の内部の空気の圧力を表す式として正しいものを次の①~⑥のうち から一つ選べ。 1 第2章 熱と気体 ①Po- Mg S ②Po Mg ③Pos ④ PS - Mg 図 2 ⑤ PS PS + Mg 3 Mg-pShg ② Mg ① Mg + pShg ④ Mg + pShg + PoS ⑤ Mg + PS ⑥ MgpShg + PS

物理の気体の法則の問題についてです。 この問題の(b)で、PV＝一定を使って解こうと思い、そのために内部の圧力(赤矢印)を求めようとしたのですが、引っかかるところがあったので質問させていただきました。 答えから、赤矢印は0.80×10^5となるのですが、上の赤カッコのように... 続きを読む

気体が真空へ膨張するときなぜ仕事をしないとなるのでしょうか

図のように,栓Cが付いた細い管でつながれた二つの円筒容器 A, B がある。左の 容器 A の体積は Vo で, 右の容器 B には, なめらかに動く断面積Sのピストンが取り 付けられている。はじめ,栓Cは閉じられており,容器 A には絶対温度 To で外部と 同じ圧力 Poの気体が入っている。また, 容器Bの内部は真空であり, 体積が夢とな るようにピストンが固定されている。 ただし, 円筒容器,栓,ピストンは熱を通さ ず, 細い管の体積は無視してよいものとする。 O 0 ピストン製 S 容器 A 栓C 容器B (断面積) C Vo, To, Po Vo 1/2 真空 Poえなけれ 問1 ピストンの位置を保ったまま栓Cを開くと, 気体が容器 A, B 全体に一様に広 がった。この過程に関する記述として正しいものを二つ選べ。原千代千葉華 ① 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は減少した。 間 Vq .> ② 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は変化しない。 気体は外部に対して仕事をせず,気体の圧力は変化しない。標 ③ 気体は外部に対して仕事をし, 気体の圧力は減少した。 ④ 気体は外部に対して仕事をし, 気体の圧力は変化しない。 2 ⑤ 気体の温度は 1 To に下がる。 0EST @ ⑥ 気体の温度はTのまま変化しない。 3 2 ⑦ 気体の温度はTに上がる。 シリンダー ocea 083 Q 068 0