⑷番で Dに達する条件を求めたいのに最高点だけを考えてるのはなぜなんですか?詳しくお願いします！

40 右の図で, BC 間は水平面で, AB 間の曲面や CD間の円筒面となめら かにつながっている。円筒面の半径 はrで中心軸はOである。いま, 曲面上で水平面からんの高さの位 置から質量mの小球を静かに放す。 A m D P B C 摩擦はなく,重力加速度の大きさを gとする。 (1) 水平面 BC上での小球の速さを求めよ。 (2) 点Cを通る直前に小球が受ける垂直抗力 N,と,通った直後に受け る垂直抗力 N。 を求めよ。 (3)図の点P(LCOP=0)での速さひと垂直抗力カNを求めよ。 (4)小球が円筒面に沿って, 点Dに達するのに必要な高さんの最小値 h。を求め, rを用いて表せ。 (5) ん=2rのときには, 小球は途中で円筒面から離れる。離れる点で の cos 0 の値を求めよ。 あり な穴の (山口大+同志社大)

経路差と光路差についてです。 光路差の場合ADとECの長さはひとしいのみなせるのでDBCの長さを取ってるのは分かりますが、経路差の場合ADとECは断然違うのにDBCの長さのみで議論してるのは何故ですか。

/新率がnより大きい物質の表面につけたものが ある。波長入の単色光を,屈折率1の大気側か 1 6, この薄膜に入射角iで入射させた。 /) 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 は逆になるか。それとも変わらないか。 | )点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と,点Cで反射する光について, 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角rを用いてそれぞれ表せ。 | 8) (2)で, 両方の光を遠方の点Eで観測したとき, 暗く見えるための条件式を求めよ。 図のよ E A 薄膜 D 屈折率n 物質 B | この単色光を薄膜に垂直に入射させたとき,反射光が最も弱められる場合の最 小の膜の厚さdを求めよ。 R 点Cでの反射はいずれも,屈折率小の媒質から大の媒質へ入射する場合なので, 位 出が変化する。強めあい·弱めあいの条件式を光路差で書くときは, 真空中(または空気中) の波長を用いる(経路差で書くときは, 膜中の波長を用いる)。(4)は垂直入射なので, r=0° 圏 (1)点C:屈折率小の媒質から屈折率大 の媒質へ入射する場合なので, 反 射の際,位相は逆になる。 点B:物質の屈折率は膜の屈折率よ り大きいから,点Cと同様, 反射 の際,位相は逆になる。 (2) 図より 経路差 (3)点Bと点Cの反射で,ともに位相が逆に なるので,暗く見えるための条件式を,光 路差で考えれば 2nd cos r= (m=0, 1, 2, …) 1)A 「注経路差では 2dcosr={ m+ 同性土 → 2/n (4) r=0° より cosr=1 だから, ①式より 大BC? =DC 2nd-(m D =2d cosr 光路差 最小の膜の厚さは, m=0 より よって d=A 4n =n×経路差 2nd= 2 =2nd cos r OINT 強めあい·弱めあいの条件式 ●経路差で書くとき…膜中の波長を用いる プロ路差で書くとき…真空中(または空気中)の波長を用いる

(2)(ア)について質問です。写真2枚目の公式❸よりのところ3枚目の式はなぜダメなのですか？床に達した速さが0で床に達するときの速さをvとしてます。そもそも公式が初速の2乗なのに対して3枚目は落下中の速さだからですか？

16 水平な床から 30° 傾いた斜面上に 質量m の物体Pがあり, 質量Mの小 物体Qと滑らかな滑車をかいして糸で 結ばれている。 Pと斜面の間の静止摩擦 係数を,動摩擦係数を 力加速度をgとする。 (1) PとQが静止しているためのMの範囲を mを用いて表せ。 m P 30° 1 とし,重 2/3 3' 3 (2) 床からのQの高さをんとし, M=D;m として静かに放すと, oな 下がり始めた。 Pが滑車に衝突することはないものとする。 (ア) Qの加速度の大きさaと, Qが床に達するときの速さひを求め よ。 (イ) Qが床に達した後, Pはやがて斜面上で最高点に達して止まった。 Pが動き始めてから止まるまでに移動した距離1とかかった時間t を求めよ。 (富山大+横浜国大)

赤の矢印の部分なのですが、「V0＞0なので」と書かなくて良いのですか？

の円筒から離れるときの条件」 STEP 2)1間違えやすい問題を攻略しよう 例題日半径方向の運動方程式は?├ STEP えんとク 右図のように、 点Oを中心とする半径rの円筒を鉛直面で半分に切ったも のが、最下点Aで水平面となめらかにつながっている。水平面上にある質 O。 量mの小球を速さ voで水平にすべらせたところ, 小球は最高点Bまで円筒 m 内面に沿って運動し, 点Bから水平に空中へ飛び出した。小球と面との間 Do O→ 水平面 A の摩擦は無視できるものとし, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 小球がZAOP=0となる円筒内面の点Pを通過するときの速さを求めよ。 小球が(1)の点Pを通過するときに円筒内面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 (3) 小球が点Bまで円筒内面から離れずに運動できるための の最小値を求めよ。 ココを間違う! 小球は円筒内面に沿って円運動をする。点Pで小球にはたらく力を円の半径方向と接線方向 に分解し,半径方向の運動方程式をつくる。その際, 円の中心へ向かう向きを正の向きとする (あるいは小球とともに運動する観測者から見て半径方向の力のつり合いの式をつくる)。 また,小球が面から離れない条件は 「面から受ける垂直抗力と 0」 である。 解答例 (1) 小球が点Pを通過するときの速さを»とすると, 水平面を重力によ る位置エネルギーの基準として, 力学的エネルギー保存の法則より 下図の高さ AHは AH=0A-OH =rーrcose =1-cos) 州=m大州gr(1-cos) 1 ーmvo? 2 -mv?+mgr(1-cos0) 2 r (答) よって、ひ=Voo-2gr(1-cos) (2) 小球が点Pを通過するときに円筒内面から受ける垂直抗力の大きさ をNとして,OP 方向の運動方程式をつくるとココ H A 2小球にはたらく力の半 径方向の成分だけで運 動方程式をつくる。 円 の中心向きを正の向き ,2 m- r =N-mgcos0 よって,N=m- -+mg cos0 r この式に(1)の結果の式を代入して とする。 vo°-2gr(1-cos0) N= m +mg cos @ ス r v0° r PO (mgcosé +mg(3cos0-2) …(答) (3) 0=180° とした点が点Bであるから,0=180° として(2) で求めた垂 直抗力の大きさが0 ココとなるときのあを求めればよい。 = m- r A mg 小球が点Bで面から受 ける垂直抗力が0以上 であれば、小球は点B にたどりつける。 20? 十mg(3cos 180°--2) 0= m r 2 Vo° 0= m- +mg(-3-2) よって, v0=V5gr . (答) r 面から離れるときの垂直抗力は

2枚目マーカー部分の不等号がなぜこのようになるのか教えてください

C 92 滑らかな曲面とそれに続く半径rの半円筒面が P ある。高さん(>r)の位置で質量 mの小球Pを放 す。Pが点Aで円筒面に入った直後受ける垂直抗 カ Na, および点Bで受ける垂直抗力 Ng を求めよ。 また,点Cから飛び出すためにはんはいくら以上であればよいか。 B h

この問題を教えてほしいのですが、クインケ管の問題の考え方自体があまりわからないので易しめに解説してほしいです🙇️

(3) 図2のように,入口 Aから音を入れ、経路 ABC を通った音と経路 ADCを通った 音が干渉した音を出口Cで聞く装置(クインケ管)がある。経路 ADCの長さは管D を出し入れして変化させることができる。初めに,Aから一定の振動数の音を入れな がら管Dの位置を調整して、Cで聞く音が最小となるようにした。その状態から管D をゆっくりと引き出すと,Cで聞く音は大きくなったのち小さくなり,管Dを初め に調整した位置から長さ Lだけ引き出したとき再び最小となった。ただし,管Dを Lだけ引き出すと,経路ADCの長さは引き出す前より2Lだけ長くなる。音の波長え を表す式として最も適当なものを,次の0~6のうちから1つ選べ。 ス=3 音 AML B D 図2 0 0 0L2 6 4L

物理の光の干渉と回折の問題です。 (3)で点Bと点Cにおいて位相が逆になるのに、なぜ暗く見えるのですか？ 逆と逆で変わらなくなり、mλにならないのですか？ 得意な方教えていただきたいです🙏

当たりの本数は 1 2.0×10-3=5.0×10°本 基本例題 68 薄膜による光の干渉歩 「図のように,屈択折率 n, 厚さdの薄膜を,屈 大気 >339,340 物 /折率がnより大きい物質の表面につけたものが ある。波長えの単色光を,屈折率1の大気側か この薄膜に入射角iで入射させた。 E |山 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 は逆になるか。それとも変わらないか。 ら, 薄膜 屈折率 n 物質 | 2.点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と, 点Cで反射する光について, 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角rを用いてそれぞれ表せ。 | 8 12)で, 両方の光を遠方の点Eで観測したとき, 暗く見えるための条件式を求めよ。 | 4)この単色光を薄膜に垂直に入射させたとき, 反射光が最も弱められる場合の最 小の膜の厚さdを求めよ。 のB.点Cでの反射はいずれも,屈折率小の媒質から大の媒質へ入射する場合なので, 位 超が変化する。強めあい·弱めあいの条件式を光路差で書くときは,真空中(または空気中) の渡長を用いる(経路差で書くときは, 膜中の波長を用いる)。(4)は垂直入射なので, r=0° (1)点C:屈折率小の媒質から屈折率大 の媒質へ入射する場合なので, 反 射の際,位相は逆になる。 点B:物質の屈折率は膜の屈折率よ り大きいから,点Cと同様,反射 の際,位相は逆になる。 (2)図より (3)点Bと点Cの反射で, ともに位相が逆に なるので,暗く見えるための条件式を, 光 路差で考えれば 2nd cos r=| m+ (m=0, 1, 2, …) 「注経路差では 2dcosr={m+ 経路差 (4) r=0° より cosr=1 だから, ①式より =DB+BC 2nd=(m+}h =DC =2d cosr 光路差 =n×経路差 アイD B 最小の膜の厚さは, m=0 より 4n NC 2nd= よってd= 2 =2nd cos r POINT 強めあい·弱めあいの条件式 経路差で書くとき…膜中の波長を用いる ●光路差で書くとき…真空中(または空気中)の波長を用いる

「新・物理入門 問題演習」(駿台文庫)の初めの方の問題の一部です。答えの上から4行目の通過距離がどうやってそうなったか分かりません。導出方法を教えてください。 初め考えた時、微分積分と初期条件を使って導出する方針でやっていましたが何故か上手く行きませんでした。

静止していた列車が, 一定加速度 α(>0) で動きだし, 速度が vになってからしばらく等 速度で動き,その後一定加速度 -B(ただし B>0) で減速して再び静止した. 経路は一直線, 通過距離を1として所要時間はいくらか. また, a, B, 1 が一定として, 所要時間を最小に するひを求めよ。

(4)の(ア)の赤線を引いたところが何故そうなるのか分かりません。 それから(イ)で(ア)が伝わる時間がおなじなのに(イ)ではT/2にしてはいけないりゆうが分かりません。 教えて欲しいです。 お願いします

(5) 観測者が送った音波を,移動する列車上の音源の位置に置かれた測 4) 達したと を用いて表せ。 離rだけ離れた点Rに をん 定器により,点Rを通過するとき観測したところ, その振動数は" であった。を了を用いて表せ。 81 角動車に振動数6[Hz]のサイレンを乗せ, 煮0を中心とする半径r[m]の円周上を, 定の速さv[m/s]で左まわりに走らせた。円 の外側の点Pに人が立ち,この音を聞くこ ととし,音速をV [m/s] とする。 図の円周上で,最大振動数 fu(Hz]の音が発せられた点にAを、 振 動数6(Hz]の音が発せられた点にBを, 最小振動数fA(Hz)の音が 発せられた点にCを,それぞれ記入せよ。 (2) vとんを,fa,fo, V を用いてそれぞれ表せ。 (3)f=525[Hz], 九=495[Hz), V=340[m/s)であるとき, 525(Hz) の (岐阜大) (4)(3)において, 距離 OP が2r[m]に等しいとき, A(Hz]の音を聞いて,次にf[Hz]の音を聞くまでには, どれだ カ けの時間がかかるか。 (イ)6[Hz]の音を聞いて,次にf[Hz]の音を聞き, 再びf(Hz]の 音を聞くまでには,どれだけの時間がかかるか。 大マ (奈良女子大) す

この問題の(イ)(ウ)(エ)(オ)を教えてください。 問題量が多いのですが、よろしくお願いします。 答えは書いてあります。

問4.図のように、 ガラス管にピストンを取り付けて閉管とし、 この管口に音又をおいて振動数が一定の音を鳴らした。 。音叉を鳴らしながらピストンの位置を管口から徐々に 遠ざけていくと、管口からの距離が近い方から順に、 16.0 [cm)、50.0[cm]の位置で気柱の固有振動が起こった。 次の問いに答えなさい。 ただし、 音速を340 [m/s]とし、開口端補正は常に一定とする。 (ア 音の波長はいくらか。 (イ) 音叉の振動数はいくらか。 5,00x (0LH2] 10CM 2回目の固有振動が起こっているとき、 空気の振動が最大となる管内の位置を、 (ウ) 開口端補正はいくらか。 (エ) 管口からの距離ですべて答えなさい。 33.9cm) (オ) 2回目の固有振動が起こっているとき、 空気の振動が最小となる管内の位置を、 16.0, 50,0 1cm 管口からの距離ですべて答えなさい。 2回目の固有振動が起こった位置でピストンを 固定し、管口の音叉をスピーカーに置き換えて 音叉より少し大きい振動数の音を出した。 そこから徐々にスピーカー音の振動数を上げていったところ、ある振動数で (カ) 気柱の固有振動が起こった。スピーカーが音を出してから最初に気柱の固有振動が 起こったときの、スピーカー音の振動数はいくらか。 8,33× 101H2]