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物理 高校生

誰か心優しい人解いてください 答えなくて答え合わせしたいです

円 ケo断商 制円3 (注意)答案は答えだけでなく,計算過程のわかるように書きなさい. 計算過程の不明な答案は0点とし 量賞 ます。 (点a巻) 問題1 以下は仕事および仕事率に関するものである.各間に答えなさい.(単位のない場合は0点) (各 10 点) (1)質量1.0×10kg の物体をx軸の正の向きで大きさ1.0×10N の力で押して, x軸の正の向きに距離 5.0m だけ動かした.このときに力が行った仕事を求めよ. (2))質量3.0kg の物体をx軸の正の向きから上向きに角度60.0度で大きさ1.0Nの力で引っ張っている。 このときx軸の正の向きに速度の大きさ 1.0×10m/s で動いている。この力の仕事率を求めよ. 問題2 以下は力学的エネルギーに関するものである. 各間に応えなさい.(単位のない場合には0点) (各 10点) (1)プロ野球投手が投げた時速1.6×10km/h で質量1.5×10'kg のボールの運動エネルギーを求めよ. なお,重力加速度の大きさをg=9.8(m/s?)とする。 (商垂こ面) 平本0配0歳念本 (2) バネ定数k(N/m)の バネが水平に置かれている.その先端に質量 m (kg)を付けて X。m) だけ伸ばして 静かに放した。バネの伸びが Omになったときの物体の速度の大きさを求めよ、ただし, 1)バネの質 量は無視できるものとする. また, 2)力学的エネルギー保存則を用いて求めよ(用いなかった場合は0 点).3)重力加速度の大きさをg (m/s?)とする. 式畑 (S) 問題3 直線上を運動する物体AとBが衝突した. 質量1.00kgのAの衝突前の速度は1.00×10 (m/s) で,質量2.00kgのBの衝突前の速度は-5.0(m/s)であった.以下の場合の物体Bの衝突後の速度を求め よ、(単位のない場合には0点) (1)この衝突現象は運動量保存の法則が成り立つ. 衝突後の物体 A, B の速度の大きさを, Va, , Voとして 運動量保存の法則を式で表わしなさい. (10点) (2) 物体AとBの反発係数を0とした場合, Va, , V,の間に成り立する式を示しなさい. (5点) (3) V。, V。 を求めなさい. (5点)

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物理 高校生

解き方を教えてほしいです‼︎ テストに出るのでお願いします!

バレーボールで, ネットの手前でネ ットよりも高く真上に揚げられたボー ルを,選手が相手コート内に打ち落と そうとしている。 図に示したように, ボールを打つ位置はネットの手前a, その高さ H, ネットの高さ h, 重力 加速度の大きさgとして, 設問に答 えよ。ただし,エンドラインはネット の後方 Lの距離にあり, この選手の立っている位置を座標原点 0, コートのエンドライ ンに向かってx軸, 鈴直上向きにy軸を選び, ボールの大きさ, 空気の抵抗は無視する ものとする。 (1) ボールを高さHから水平となす角0の方向に初速度 v。で打ち落とすとき, 時刻t におけるボールの座標を表す式を書け。 (2) ボールがネットを越えるための条件を表す不等式(等号を含む)を求めよ。 (3) ボールがネットを越えるための最小の初速度 v」を求めよ。 (4) ボールを角θの方向に打って, エンドライン上に落下させるための初速度 v2を求 1. Hト16 も-9 V。 h h エンドライン、、 ネット 0 a L+a L+a+1 x めよ。 (5) 図のように, エンドラインの後方の距離1の位置をねらってボールを打ったものと して,角0の三角関数の数値を定め,ボールがネットを越え, エンドライン以内に落 下させるための初速度 び2を求めよ。 ただし,H=3.0m, h=2.4m, a=1.0m, L=9.0m, 1=2.0m, g=9.8m/s? と し,び1, U2の値(単位はm/s) を次の数値群から選べ。 1.9, 2.9, 3.9。 4.9, 5.9, (32,) 38, 42, 48, 52 V」 『z A-(-Vorin9+(-3)c" HイA 1) Vocos 9 え=(1% cos日)メt ( Vot cog ) Vosin@ V。 H- VotsinB-58t a:-g ムz Vogingt + -8 () H- (Voco:0t t )こん 3) △ス-ト V;? a--g ん-V. t-ge ん= Ve -1gで ん -9で

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物理 高校生

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

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物理 高校生

諏訪東京理科大学の2020年度の物理の問題なのですが、解説が載ってなかったので、時間がかかると思いますが、誰か解説お願いします🙏🙇

L]以下の問いに答えなさい。 解答はすべて解答用紙の指定されたところに記入し なさい。(3)は, 途中の計算式も含めて記入しなさい。 円周率を π, 重力加速度の大 きさをgとする。 I 図1のように, 水平と角θをなす斜面に沿って, ばね定数kの軽いばねの下端が固 定されており,上端には質量 Mの物体Pが取り付けられている。 斜面に沿って下 向きを正の向きとするx軸をとり, ばねの自然長の位置を原点 O とする。 はじめ 物体Pは,自然長から Ax だけ縮んだ点A で静止していた。 いま物体Pをx=1+dx の点Bまで押し下げ, 静かに手を放した。物体Pの大きさおよび斜面との摩擦は 無視できるものとする。 (1)以下の文章の空欄に適する数値および数式を補い, 文章を完成させなさい。 Ma sin 物体Pに働く重カの斜面方向成分の大きさは M,g,0を用いて の],点A で静止しているときのばねの弾性力カの大煮さはん, Ax を用いて の と表せ るので, g, k, M,0を用いて4x= く弾性力の大きさはん,1,4xを用いて と表せる。点Bにおいで物体Pに働 と表せる。物体Pは単振動するの で,その角振動数をωとすると, 点におげる加速度 aはωおよび!を用いて -M= Mgsiag-Alf+al) と表せ 本t4入) ーム! と表せ,運動方程式は g, k, 1, M, Ax, 0, o を用いて る。これより,角振動数 および周期Tをπ, M, kのうち必要なものを用いて a= 表すと,それぞれ ω= @ T= となる。 AB 間において物体Pの速さが0になるどきの座標をA×および!を用いて表 Aスtイ すとx= となる。この位置を重力による位置エネルギーの基準の位置に とる。すると,この位置において物体Pが有する力学的エネルギーは1,1,4xを +41 用いて| 0 と表せ,物体Pが AB 間の座標xを通過するときに有するカ学 的エネルギーは、その瞬間の速さvおよびん,,M,x,4x, gを用いて -ス) Sing+ D「と表 せる。この2つの力学的エネルギーは等しいので, 座標×を通過する物体Pの - s 127 12) 速さはん,M,x g,θを用いてv= ど表せる。これが最大値 Vmax となる ときのx座標は,1, M,g,θを用いてx= 19 と表せ, Vmax はk,1, Mを用い My sin@ て Vmax の と表せる。 M

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