物理基礎の力学的エネルギーの問題です。 (4)の途中式を教えて頂きたいです。

56 〈張力のする仕事と力学的エネルギーの保存> 図のように,長さ/〔m〕 の糸の先に質量 m[kg]のおもりをつける。点○の真下 / [m]の 点Cには, くぎが打ってある。 おもりを点Cと同じ高さの点Aまで 持ち上げて静かにはなすと, おもりは点Bを通過したあと,点Cを 中心とした円弧を描いて最高点Dまで到達した。 重力加速度の大き さをg 〔m/s2〕 として, 次の問いに答えよ。 (1) 点Aから点Bにかけて糸の張力がする仕事を求めよ。 ~正答 (2)点Bでのおもりの速さを求めよ。 答 0] √gl (m/s) gl(m/s) (3) 最高点Dの高さを求めよ。ただし,重力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。 答 2 m (4)点の真下 3 (4)点○の真下 / [m]のところへくぎの位置を変えたとき,最高点Dの高さを求めよ。ただし,重 力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。 量は し L 2 20℃の300g 2章 エネルギー

物理基礎の力学的エネルギーの質問です。 私は写真の緑の文字のように考えました。ですが、答えは違い、解説に途中式も無いので、なぜこのような答えになるかがわかりません。 そのため途中式と、なぜ私の答えが違うのかもできたら教えて下さると嬉しいです！

56 〈張力のする仕事と力学的エネルギーの保存> 図のように,長さ[m] の糸の先に質量 m[kg]のおもりをつける。点○の真下 / [m]の 点Cには, くぎが打ってある。 おもりを点Cと同じ高さの点Aまで 持ち上げて静かにはなすと, おもりは点Bを通過したあと,点Cを 中心とした円弧を描いて最高点Dまで到達した。 重力加速度の大き さをg 〔m/s2〕 として, 次の問いに答えよ。 (1) 点Aから点Bにかけて糸の張力がする仕事を求めよ。 ~正答 0] (2)点Bでのおもりの速さを求めよ。 Ngl (m/s) gl(m/s) ●(3) 最高点Dの高さを求めよ。ただし、重力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。 「水と器がた 答 2 m (4)点の真下! (4)点○の真下/ [m]のところへくぎの位置を変えたとき,最高点Dの高さを求めよ。ただし,重 力による位置エネルギーの基準面の高さを点Bとする。」 Bの速さ=V 1Dの高さこん mgo+/m/g=mgh+/mo mg (1 - 1 ) + 1 mo² = mg0 + 1 mr² | mg0+1 m² 3419 = mgh + mo 1mv² = 1/4 1mg √ = 41mg mgh=lg んこし 20 2章 エネルギー

y-x図からy-t図にするやり方を教えてください🙇‍♀️

波の性質(3) 要項 y-t図 月 日 < 10 y-t図 例題の正弦波について、 次の位置 での媒質の変位の時間変化をy-t図に表せ。 X=8m+=49 したグラフ。 図 y[m] ある位置に注目して、 媒質の変位の時間変化を表 (1)x=0m (原点) y (m) t 3. (t=3s 4.0 + での波形) -4.0- *(m) 0 1.0 2. 3.0 4.0 8.0 5.0 6.0 7.0 t(s) -3.0 図 いまはr=3s (点Cの Cの変位は-4.0m y[m〕 (2)x=2.0m T-4 4.0 OK! 媒質の動き) r(s) y [m〕 O 30 13 4 -4.0- O. 1.0 2.0 TAA 4.0 3.0 6.0 7.0 5.0 8.0 t(s) -3.0 例題 図のように正弦波がx軸上を正の向き に速さ2.0m/sで進んでいる。 位置 (3)x=4.0m x=8.0m での媒質の変位の時間変化を y-t図に表せ。 y [m] ↑ y[m〕↑ 3.0+ 2.0m/s t=0s 0 x[m] 0 1.0 2.0 3.0 4.0 810/12 14 16 -3.0+ y[m〕+ 3.0 t=1.0s - 3.0 + 810 12/14 16 5.0 6.0 7.0 8.0 t(s) 〔m〕 (4)x=6.0m y[m]↑ x[m] 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t(s) t=2.0s =3.0s y[m〕 3.0+ -3.0 0 y[m]+ 3.0- -3.0 0 y[m]↑ /8 10 12 14/16 〔m〕 8/10 12 14 16 (5)x=16.0m 3.0- x [m] y〔m〕 t=4.0s O -3.0+ 6 810/12 14 16 0 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 5.0 7.0 8.0 t[s] 解 上図のそれぞれについて,x=8.0m での変 位を読みとり,それらをy-t図に点で記して, 正弦曲線で結べばよい。 (6)x=20.0m y[m] 3.0+ y[m〕↑ 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0/8.0 t[s] -3.0+ 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 t(s)

問4の問題の解き方が分かりません。どなたか教えて頂けませんか？

問1:図のような、x軸上を正方向に進む、y1 = Asin{2 (/-\)} の式で表される横波正弦波を考える。上 図はある時刻 t = t における任意の場所æの変位y を示す図、下図は原点æ=0cm における任意の時刻tの 変位を示す図である。 1. グラフから読み取って、この波の振幅 A、波長入、周期 T及び速度vを求めよ。 2.時刻 t を求めよ。 但し 0s ≤ <T とする。 3. 時刻 t において、 y 正方向の変位の速度が最大となる X1[cm] 及び速度が0の位置 X2[cm] を、それぞれ任意 の整数kを用いて◯k+○の形式で答えよ。 y (cm) 3 0 t=t1 220 170 no 20 120 → x (cm) 4. 波 g1 と進行方向が逆で且つx=0cmでの位相が逆の 横波正弦波 y2 = Asin{2(+1)-T} を発生させると、 2つの波の合成波は定常波になった。 合成波 Y = y1+y2 の式を、A、 入、 T、 t、 x を用いて表わせ。 y (cm) 3 x = 0.0 cm 5. 前問の定常波において節となる位置 X節を、任意の整 数kを用いて表せ。 また、 腹における振幅 4腹を求め よ。 10 t(s) 10 5.0 -3

物理の「熱機関の熱効率」という問題です。 黄色で丸した問題が解説を見てもよくわかりません。 わかりやすく解説してほしいです🙇‍♀️

基本例題 21 熱機関の熱効率 基本問題 174, 175 仕事率 70kW,熱効率 30%のディーゼル機関がある。この熱機関は,重油を燃料とし て仕事をする。1.0kg あたりの重油の発熱量を4.2×107Jとして,次の各問に答えよ。 (1)ディーゼル機関が1時間にする仕事はいくらか。同 (1) (2)仕事を1時間したとき,仕事に変わることなく外部に捨てられた熱量はいくらか。 仕事を1時間したとき, 消費された重油は何kgか。

こういう問題で、図のO'からBまでの距離を考えていいのはなんでですか？？(1)です

波の干渉 鉛直な壁で区切られた水面上の1点0に 波源があり, 振動数, 波長の円形の波 が連続的に送り出されている。 点Aは水面 と壁との境界点 点Bは水面上の点であり. 線分 OA は壁に垂直でその長さは2線 分OB は壁と平行で,その長さは4入 であ る。 波が壁で反射されるとき位相は変化し ない。 また, 波の減衰は無視する。 (1) 波が0点を出てから壁で反射されB点 にとどくのに要する時間を求めよ。 C- 4入 1次の日線(経るさ入 m=l. B (00) GA上で入 図1 32 2' (2)B点では,波は強め合っているかそれとも弱め合っているか、あ るいはそのいずれでもないかを答えよ。 (3) 線分 OA上で見られる波(合成波)は何とよばれるか。 また、その ようすを図2に描け。 0点から出る波は振幅αの正弦波であるとする。 (4) 0点より左側の半直線 OC 上で見られる合成波はどのよ うな波か。 20字程度で述べよ。 0点から出る波の振幅をαと する。 水面の変位 2a 0 -a 0-A 12 32 H Sm -2a (5) 線分 OB上 (両端を含む) で,弱め合う点はいくつある か。 -3a 距離 図2 (奈良女子大) Level (1)~(4)(5)★ Point & Hint 干渉では2つの波源からの距離の差が重要。 強め合いの位 置では山と山(あるいは谷と谷)が重なって振幅は2倍となり、弱め合いの 位置では山と谷が重なって振幅は0となる。

3番の問題です。 左の式は物体の運動エネルギーなのに右辺は物体と斜面台が合わさってるのは何故ですか？

物 149 物体と動く台との運動 床 M 図のように, なめら かな斜面をもつ質量 Mの斜面台が, なめらかで水平な 床の上に静止している。 この床の上を質量m(m <M) の物体が速さで斜面台に向けて移動し, 斜面を途中ま 上り、再び床の上にもどる運動を考える。 重力加速度の大きさは g とする。 物体が最 高点に達したときの水平面からの高さをH,そのときの斜面台の速さをVとする。 床 と斜面台の間に段差はなく, 物体はなめらかに斜面台上に移動し、 斜面台から離れずに 斜面にそって運動するとする。 また, 物体と床および斜面台, 床と斜面台の間の摩擦は なく, 物体や台の運動はすべて図に示される鉛直面内で起きるものとする。 次の問いに 答えよ。 (1) 物体が最高点に達したときの斜面台の速さVをm, M, v を用いて表せ。 (2) 物体が最高点に達したときの物体と斜面台の運動エネルギーの和をm, M, vを用い て表せ。 (3)高さHをM, m, v g を用いて表せ。 (4) 物体が床の上にもどったときの斜面台の速さ V1 と物体の速さを, それぞれ m, M, v を用いて表せ。 [18 工学院大 改]

2番の式がなんでこうなるかを教えて欲しいです

30. 平面上の運動量保存則 4分 なめらかな水平面上にx軸 と軸をとる。 図1のように,質量mの小球Aがx軸の正の 向きに速さで,質量 M の小球Bがx軸の負の向きに速さ V で進んでいた。そのとき mv=MVが成りたっていた。 y EA 問1 小球AとBの運動エネルギー EA, EB の比 を表す EB 式として正しいものを,次の①~⑦ のうちから1つ選べ。 2 ① m m m M ③ ④ M M2 V M m M2 M ⑤ 2 ⑥ ⑦ 1 m m その後,小球AとBは衝突し、 図2のように, 小球Aはx 軸と角度をなす向きに速さで進んで行った。 問2 衝突後の,小球Bの速度のㇼ成分の大きさを表す式と して正しいものを,次の①~⑥のうちから1つ選べ。 M m A B M M V M B Am

これの（3）がわかりません。

403 ころ、 の電 sin wt, EL 影響で送電先の電圧が送電元の電圧より大きくなることがあり問題。 物理 例題 91 交流のベクトル表示 物理 基礎 物理 406 抵抗R, コイルL, コンデンサーCを直列に接続し、 電圧の実効値が20Vの交 流電源に接続したところ、 実効値2.0A の電流が流れた。 この場合のLのリアク タンスを20Ω, Cのリアクタンスを15Ωとする。 (1) LとCの電圧の実効値 Vre [V], Vce 〔V] を求めよ。 (2) 電圧のベクトル図より, 電源の電圧に対する電流の位相の遅れ [rad〕 と, 抵 抗にかかる電圧の実効値 VRe 〔V〕 を求めよ。 (3) 電源電圧 V [V] 時刻f[s] を用いて V=20√2 sin 100t と表されるとき 電 [流I[A] を式で表せ。 3.14 とする 解答 (1) 交流の角周波数をw 〔rad/s], ● 138 センサー 電圧に対する電流の位相 ・抵抗→同じ。 ・コイル→だけ遅れる。 電流の実効値を I [A], Lの自己インダ クタンスをL[H], C の電気容量を C[F] とすると,VLe = wLI=20×2.0= 40[V] VLe+Vce 40V 1 120V ・コンデンサー Vce= - I = 15×2.0= 30[V] wC 10V VRe →だけ進む。 センサー 139 RLC 直列回路の交流のベ クトル表示 (電流ベクトルを右向きに 描くとすると) ・抵抗にかかる電圧 VRe は 右向き。 ・コイルにかかる電圧 Vre は上向き。 ・コンデンサーにかかる電 圧Vce は下向き。 ・電源電圧 V は, Ve=VRe+ Vie+Vce センサー 140 (2) 共通に流れる電流I を右向きのベクト ルとし、反時計回りを位相の進む向き とすると,Rにかかる電圧 VRe の位相は 電流と位相が同じなので右向きに描く。 Lにかかる電圧 VLe の位相は電流より位 π 30V Vce 相が今だけ進むので右図の上向きに描 く。Cにかかる電圧Vcの位相は電流よりも位相が今だけ遅 2 れるので上図の下向きに描く。 電源の電圧の実効値 V は, 数学的にVe=Vre + Vre+ Ve となることから,各ベクトルの 大きさを考えると, 上図のようになる。 この図より Vre+ Vcel = 10[V] となる。 よって, sinθ= | Vie + Veel_10. | Vel =0.50 20 π これより,0= - 〔rad〕 ......① 6 交流回路の瞬時値は,最大 値と位相を別々に求める。 π *te, VRe = V COS =20x 2=10√3=10×1.73=17.3 2 注 電圧や電流の最大値や位相 TRO 17(V) [ 29 などは, ベクトル表示による方 法でなくても、公式を用いて計 算で求めることができる。 (3) 電源の電圧の最大値を Vo [V], 電流の最大値を I〔A〕とす ると,V=Vosin wt のとき, I=Isin (wt-0) と表されるから, ①II より 最大値と位相を考えると, I= 2.0√2sin100㎖t- 6 29 交流と電磁波 255

⑶のsinの値はtanと近似していますか？θ大きいはずなのになぜ近似できるのでしょうか。

64 94 格子定数dの回折格子に垂直に単色光を 入射させ, 入射光の進行方向と回折光の進行 方向のなす角度を0として,円筒状スクリー ン上に現れる明線を-60°<<60°の範囲で 観測する。 回折格子の位置を原点として 入射光および円筒の中心軸に垂直な方向にx 軸を定める。 Ax[m] 1.0- 回折格子 単色光 の 0 -1.0- スクリーン 1.0 図1 (1) d=1.2×10m の回折格子に, 波長 = 6.0×10-7mの光を入射さ せたとき,スクリーン上(-60°<8 <60°)に現れる明線の数は何本か。 (2) 格子定数が分かっていない回折格子に取 x〔m〕 り替えた。この回折格子に,赤色の単色光 と青色の単色光を同時に入射させたところ, スクリーンの0° <<60°の範囲には, 図 2のP,Q,R の位置にのみ明線が観測さ れた。3本の明線のうち, 青色の明線はど れか。 次のうちから選べ。 1.0' R 0.64 0.48 0.32 P ------- スクリーン jo 図2 ①Pのみ ②Qのみ (3) R のみ (4) PとQ (5 QとR ⑥ PとR いや (3) (2)において, 赤色の波長を入n=6.8×107mとする。 格子定数を求 めよ。 (センター試験)