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物理 高校生

?のところがなぜそのような運動方程式がたてられるのか教えていただけないでしょうか。

第23章原子と原子核 147 基本例題 90 放射性崩壊 > 165,166 Po は安定な原子核Pbになるまで一連の放射性系列に従って崩壊する。 Po - a崩壊 0 B崩壊 ② B崩壊 ③ Pb Bi → Po → Pb (1)Po の原子核に含まれる陽子数と中性子数を求めよ。 (2) 0のPB, 2の Bi の原子番号と質量数をそれぞれ求めよ。 (4)Po がPbになるまでにα崩壊, β崩壊をそれぞれ何回行うか。 (静止したPO から放出されたα粒子の運動エネルギーK。と, @のPbの運動エネルギーKeの比 K。:K。 を求めよ。 (3) 3の Po の同位体を上記の中から選べ。 α崩壊はZ→-2, A→-4。 B崩壊はZ→+1, A→±0。 (5) 分裂の際, 運動量が保存することから,速さの比 Da: D が求められる。質量比=質量数の比 圏(1)陽子数=原子番号 Z=84 中性子数=A(買量数)-Z=218-84=134 (2) α 崩壊は Z→-2, A→-4 なので 0Z=84-2=82 A=218-4=214 B崩壊は Z→+1, A→±0 なので 2 Z=82+1=83 A=214±0=214 (3) 同位体とは原子番号Zが同じ(元素記号も同じ)で質量 数Aが異なる原子核のこと。したがって Po (4) それぞれa回, B回とおくと A→218-4a=206 α=3回 Z→84-2a+B=82 B=4回 (5) α粒子は He, ①の PbはPbなので、 Ma:mpo=4:214=2:107 分裂の前後で運動量保存より Ve= 2 0=maVa-MpoUFo Va: Un三mPs:Ma Ka:K= -MPOUP6 2 MaVa =mam:mpoMa=mpo :ma=107: 2

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物理 高校生

円運動の張力を求める問題で、張力を分解して力のつりあいで求める時と重力を分解するときでどう違うんですか?

00000000 間の小物 ら、円筒軸に重直で 1lm)に伸びる。 すべらず、ただちに円筒から離れて した。μをo, g. Wo I 4)長さ6[mのつる巻き状のばねがあって,これに具 47.〈鉛直面内の円運動) 図1に示すように、大きさを無花 nの小球が、高さhの地点から初 ル上をなめらかにすべり下り、鉛 半径rの円軌道上を運動する。E きさをgとする。また、レール、 との摩擦、空気抵抗は無視でき 次の(1)~(3)について、g、 h、 号を用いて答えよ。 (1)最初に点Aを通過すると (2) 小球がレールにそって点 き、円軌道の最高点Cに 小球がレールから離れ 次に,小球が円運動中 場合,すなわち,高さ } 動を考える。このとき図 Eにおいて円軌道から ずに放物運動を続ける 0 (0°<0<90°) とする 9、", 0のうち必要力 Aレール上から離れ (福島県医大) する。 45.円雑振り子〉 図1のように, 質量 mのおもりを, 長さ1の軽くて伸びな いひもの一端につけ, もう一端を, 鉛直方向を向いている天 頂角 20のなめらかな円錐面の頂点に固定した。重力加速度 の大きさをgとし, 次の「 ア]~ カに当てはまる解答 を0,9, m, 1, rを使って表せ。 ただし オ], カ]の解 答ではrは使ってはいけない。 図1のように, 円錐面上でおもりに角速度 wで円運動をさ せた。 ωを大きくしていって, ω'=[ア]になると, 円錐 面からおもりが受ける抗力は0になる。このとき,ひもの張 力はイ]になっている。それ以上の角速度では, おもり は円錐面から離れた状態で円運動を行う。 m 図1 mg m 次に,ひもの代わりに, 自然の長さが1でばね定数が のばねを使って, 図2のように円錐面上でおもりに円運動を させた。そのときのばねの長さをrとすると, 角速度 wは 0=ウ」で与えられる。また, 円錐面からおもりが受け る抗力はエになっている。 角速度のを大きくしていくとばねの伸びは大きくなってい き,ばねの長さrが[(オになったときに円錐面からおもりが受ける抗力は0になること がわかる。また, そのときの角速度のは ω'=[[カ]で与えられる。 それ以上の角速度で は,おもりは円錐面から離れた状態で円運動を行うことになる。 図2 (4)における初期 (6) 小球が点Bに到 (上智大)

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物理 高校生

良問の風61(4)です。3枚目のピンクのマーカーを引いた部分についてなのですが、(2)の時とは内部の圧力が違うのに、等圧変化と考えて良いのですか?

61* なめらかに動く質量M[kg]のピストン を備えた断面積Sim°]の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて, ヒーターに 電流を流すことにより,,容器内の気体を加 熱することができる。/ヒーターの体積, 熱 容量は小さく,無視できる。容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がん[mol)入っている。気体定数をR [J/mol·K), 大気圧を(P.(N/m'], 重力加 速度をgm/s°]とする。 (1) 最初,ヒーターに電流を流さない状態では, 図1のように,ピスト ンの下面は容器の底から距離1[m]の位置にあった。このときの気体 の温度はどれだけか。 HP ピストン ヒーター 図1 図2 次に,ヒーターで加熱したら, ピストンは最初の位置より 上昇 した。気体の温度は(1)の何倍になっているか。また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (3)(1)の状態で, 容器の上下を反対にして鈴直にし,気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら, 図2のように,ビストンの上面は容器の底か ら1の位置で静止した。ビストンの質量M を他の量で表せ。 ※ この状態で, ヒーターにより, (2)におけるジュール熱のだけの 執を加えたら、ピストンの上面は容益の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 (名城大)

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