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物理 高校生

問6の問題で問4の答えよりθ=0のときは、f=f0になるので 図➅が答えだと思ったのですが違ったので解説お願いします

3 次の文を読み,以下の問いに答えよ。(配点比率 図1のように半径r(m)の半円上を,音源が振動数fo[Hz)の音を発しながら反時計回りに等油 で移動している。半円の中心0から右方向にd[m)(dEr)離れた点Pで音を観測したところ 時間とともに振動数が変化した。この現象はドップラー効果によるものだと考えられる。音酒の 位置を点Qで表し, ZQPO を φ rad), 空気中の音速をV[m/s),音源の速さをu[m/s) (uくV)とし、点Pで観測される振動数 (Hz)について考えてみよう。 ただし,風の影響は無 ささ 視できるものとする。 音源の速度は、点Pから遠ざかる方向を正とし,直線 PQ方向の成分をuQ[m/s] とする。政 動中の音源のある瞬間の位置の変化を考えると,音源は点Pから速さ «Qで遠ざかっていると考 えられる。 問1 音源が点Qで発した音を点Pで観測したときの振動数子をF0, 1V, uqを用いハて表せ。 問2 uQをr, d, u, φを用いて表せ。必要であれば、導出過程で解答用紙の図を使ってもよ (解答用紙の図:図1と同じ) い。 uaは音源の位置によって変化する。したがって, 観測されるfから音源が音を発した位置を 特定できる可能性がある。その確認のために図2のようにOP間の距離をd= 2rとし, 音源の 位置をZQOPの角0[rad] ( 0 < 0< π)で表し, fと0の関係を調べた。 問3 sin pを0を用いて表せ。 必要であれば, 導出過程で解答用紙の図を使ってもよい。 【解答用紙の図:図2と同じ) 問4 fを0の関数として表せ。 問5 観測された振動数の比一は0に対してどのように変化するか, 図3の①~⑥のグラフの 中で変化の様子を最もよく表しているものを一つ選び, 図中の番号で答えよ。 ×印は比子。 fo が最小となる点を示している。 次に観測点の位置を変えてみよう。 OP間の距離4が変わると観測されるfも変化する。 問6fから音源が音を発した位置を一点に特定できるのは, 図3の①~⑥のグラフの中でとい になるときであろうか。 図中の番号で答えよ。 またそのときの OP間の距離dを答えよ。

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問6の問題で問4の答えよりθ=0のときは、f=f0になるので 図➅が答えだと思ったのですが違ったので解説お願いします

3| 次の文を読み,以下の問いに答えよ。(配点比 図1のように半径r [m)の半円上を,音源が振動数fo[Hz]の音を発しながら反時計回りに築法 で移動している。半円の中心0から右方向にdIm)(dミr)離れた点Pで音を観測したところ 時間とともに振動数が変化した。この現象はドップラー効果によるものだと考えられる。音源の 位置を点Qで表し, ZQPOをo Crad), 空気中の音速をV[m/s), 音源の速さをulm) (uくV)とし、点Pで観測される振動数/[Hz]について考えてみよう。ただし,風の影響は無 しがさ 立が 視できるものとする。 音源の速度は、点Pから遠ざかる方向を正とし,直線 PQ方向の成分をuo[m/s]とする。数 動中の音源のある瞬間の位置の変化を考えると, 音源は点Pから速さ uQ で遠ざかっていると喜 えられる。 問1 音源が点Qで発した音を点Pで観測したときの振動数fをfo, 1V, uaを用いて表せ。 問2 uQをr, d, u, φを用いて表せ。必要であれば, 導出過程で解答用紙の図を使ってもよ 【解答用紙の図:図1と同じ] い。 Ueは音源の位置によって変化する。したがって, 観測されるfから音源が音を発した位置を 特定できる可能性がある。その確認のために図2のようにOP間の距離を4=2rとし, 音源の 位置をZQOPの角0[rad] ( 0 < 0<π)で表し, fと0の関係を調べた。 問3 sin ゆを0を用いて表せ。 必要であれば, 導出過程で解答用紙の図を使ってもよい。 【解答用紙の図:図2と同じ) 問4 fを0の関数として表せ。 問5 観測された振動数の比一は0に対してどのように変化するか, 図3の①~⑥のグラフの fo 中で変化の様子を最もよく表しているものを一つ選び, 図中の番号で答えよ。 ×印は比。 が最小となる点を示している。 fo 次に観測点の位置を変えてみよう。 OP間の距離4が変わると観測される子も変化する。 問6 fから音源が音を発した位置を一点に特定できるのは, 図3の①~⑥のグラフの中でどれ になるときであろうか。 図中の番号で答えよ。 またそのときの OP間の距離4を答えよ。

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(5)がわかりませんA→Bにかかる時間は(4)で求めて、次にB→Aにかかる時間を求める必要があると思ったので計算したところ3枚目の写真のようになってしまいました。2枚目には解説をのせておきます。よろしくお願いします。

ITには, 質量 (77) の理想気体分子が れ 無視できるものとし, ll 力加速度の大きさを 9 とする。 包 1 のように, 大気中に, 内部の断面積がSの 科弄容器が, 円筒の軸が外直になるよう に, 庶面を下にして水平な床の上に置かれている。容器内は, 気審を保った状態で.、いずれ も質量 47。 断面積 ③ の円板 A_ Bによって, 2つの部分I, ILに仕切られている。 また, 1 周封入きれでいる。以下で は, 分子はすべて鉛直方向にのみ運動するものとし, 分子が受ける重力の影響は無視できない ものとする。また, 分子どうしの衝突はなく, 分子は, A, B, および容器の底面と瞬間的に 弾伴箱突をするもるのとする。さらに, A, Bの厚さや, A, Bが容器の内壁から受ける摩擦は (5点) 問1 次の文章を読んで に入る適当な式を, %, の, および以下で与える9 しのう ちから必要なものを用いて表し, それぞれの解答欄に記入せよ。 まず, 1 内の気体分子 1 個に着目して考える。A と衝突する直前のこの気体分子の速 さをりとすると, 分子がAと衝突する際に, A がこの分子から受ける力積の大きさは 旬) |と表される。また, BからAまでの高さをんとし, Bと衝突する直前の. この分 了の速さを とすると, ゲニ| (2) |と表きれるので, この分子がB と衝突する際に, B がこの分子から受ける力積の大きさは| (3) |と表される。 とことで, この分子が A と衝突してから B に到達するまでに要する時間は (3 れるので, この分子が単位時間当たりに A と衝突する回数をヵとすると, ヵ= ⑮) と表さ と 表るれる。 なお, んは, この分子が単位時間当たりにBと衝突する回数に等しい。(10点)

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(4) エネルギーの保存を使って解くことは出来ますか?

2 =リピ に 共 面積 をもった平行板コンアデンサーにおいて, 左便の。。 菩*105. (ばね付きコンデン 固定きれているばね (ばね定数を) にっょ。。 図!のように, 十分に広い いさ 坂板B は層に きれているが, 右側の極板B 3 月| ラペここができる。 極板が帯電していないとき, ばねは自然のg。 0 ッ ー INy 衣にあり, 極板問の距離はのであった< 次(図 荷を徐々に芝軍させるとばねは徐々に伸び, 最終的に極板Aに 十@, 極板Bに 窟ままだどこク ばねの伸びが 27 (42くの, 極板問中離が9ース7 となったとこ>。。 朋プ= 志沈の旋電束を 気の比放軍来を 1 とする。また, ばねおよび際の基 ェ、 の影響きをない6のとする。 次の問いに答えよ。ただし, (2ー(5)は, sp, の ん 0 5の 必要なものを用いて解答せよ。 1 (1) 電気力線のようすを図 3 に矢印で表せ。 MA (2) 極板問の電場の強さを求めよ。 し (3) 極板Bにはたらく電気的な力アを求めよ。 | T@=0 (4) 2 を求め上。 図1 図2 (5) 極板問の電位差ルを求めよ。 ムA B A | ここで 極板B を固定し, 極板Aに 土@ 極板Bに一0⑦⑳ の電荷 を常電させたまま, 板板問に, 比読電率 2 の診電体を図4 のよう にゆっくりと差しこんだ。 | (6) このときの電気力線のようすを図 4 に矢印で表せ | (7) Bにはたらく電気的カ SD を 電気的なは, (3)と比べてどうなるか。 1 [15 広島市大 改] 居 3 人ひ人0A 2/あSI

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