問3についてです。 容器の中の空気の圧力が回答をみると図35-3では下向きに図35-4では上向きになってたりしてる理由を教えてほしいです。

*第35問 次の文章を読み, 下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 18分 れ、底面を上にして静かに手を離すと, 図1のように, 円筒中の水面が外部の水 より少し下がった状態で,鉛直に静止した。 外部の大気圧をPo, 水の密度を 一端を閉じた質量M, 断面積Sの円筒を,内部に少し空気が残るように水中に入 力加速度の大きさを」とする。円筒は熱を通さず、円筒の厚さは無視できるもの する。また,円筒内部の空気は、常に水温と同じ温度であるとし,その質量は に比べて十分小さく無視できるものとする。 DISO OST 大気圧 Po 質量 M, 断面積 S 問2 水温を測定したところ15℃であり、円筒内の気柱の高さはだった。その状 態から,水温を43℃まで上げた。 このとき気柱の高さはの何倍になるか。 最も適当な数値を,次の①~⑥のうちから一つ選べ。ただし、外部の大気圧 はPo. 水の密度はpのままであるとし、水の蒸発は考えないものとする。 2 倍 ① 0.3 ② 0.9 ③ 1.1 ④ 1.5 ⑤ 2.2 ⑥ 2.9 問3次に,図2のように円筒を鉛直に保ったまま引き上げると,円筒内の水面は 外部の水面からんの高さまで上がった。 このとき,手が円筒を上向きに支えて いる力の大きさを表す式として正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 p 図 1 Po h 問1 円筒の内部の空気の圧力を表す式として正しいものを次の①~⑥のうち から一つ選べ。 1 第2章 熱と気体 ①Po- Mg S ②Po Mg ③Pos ④ PS - Mg 図 2 ⑤ PS PS + Mg 3 Mg-pShg ② Mg ① Mg + pShg ④ Mg + pShg + PoS ⑤ Mg + PS ⑥ MgpShg + PS

⑵の答えがどう計算したら2/3xになるのか詳しく教えてもらいたいです。

H=1.0C=120=16 思考 186. 金属のイオン化傾向と電池 金属Aと金属Bがある。金 属A,Bをそれぞれ希硫酸に入れると,Aの表面からは水素ムKI が発生したが,Bはまったく反応しなかった。 また、陽イオ ンB2+ を含む水溶液に金属Aを入れると, 金属Bが金属Aの 表面に析出し,水溶液中には陽イオン A3+ が溶け出した。次 の各問いに答えよ。 (ただし、下記H 希硫酸 (1) 金属板 A,Bを希硫酸に入れて図のような電池をつくっ (水) た。次の①~④のうち、正しいものを1つ選べ。 ① Aが酸化され, Bが還元される。 ②A還元され. Bが酸化される。 ③Aが正極になり, Bが負極になる。 金属板B 第Ⅱ章 物質の変化 金属板A ECO.881 JJS OH+,089 ④ Aが負極になり, Bが正極になる。 (2) B2+ を多量に含む水溶液に金属Aを入れると, 金属B が x [mol] 析出した。溶け出 した金属Aの物質量を x を用いて表せ。

170の(3)の問題がわからないです。0℃の氷が全て水になるまで与えられた熱量と、0℃の氷1gがすべて水になるのに必要な熱量とは同じじゃないんですか？

第Ⅱ章 思考 170. 氷の融解熱温度 -20℃の氷に,時刻 0から毎秒 60Jの熱量を加え始めた。 やがて,氷は水になり、水の 温度が40℃になったところで加熱を止めた。 図は, この 間の氷、または水の温度変化を示している。 氷, 水から 熱は逃げないものとし, 水の比熱を4.2J/ (g・K) とする。 >(1) 氷の質量はいくらか。 温度 [℃] 40 o *8001 /35 313 453 20時間 [s] (2) 氷の比熱は温度によらず一定であるとして,その値はいくらか。 (3) 0℃ 1gの氷が,すべて水になるまでに必要な熱量はいくらか。 ●ヒント (3) 35~313s の間は,加えた熱量はすべて氷から水への融解に使われる。 SHO (I) 熱

(2)の問題でどうして1／3になるんですか

思考 μ'mgx mgxc □135. 力学的エネルギーの変化 図のように,質量mの物体を, 水平面 から高さんのなめらかな斜面上から, 静かにすべらす。 物体は,長さLの粗 135. 基本問題 124 4h ヒント (2) (3) 摩擦力から,仕事をされた L 分だけ, 物体のもつ力学的エネ ルギーは変化する。 い水平面を通り過ぎ,同じ傾斜をもつなめらかな斜面上を,高さんまで上 がった。 重力加速度の大きさをg として,次の各問に答えよ。 (1) Tugh h (1) 動摩擦力が物体にする仕事を求めよ。 h ④mgn+mgmg=1 3 h L (2) 3 (3) ウイ (2) 時間が経過すると, 物体は粗い水平面を往復し, いずれ静止する。 物体 が静止する位置の, 粗い水平面上の左端からの距離を求めよ。 6 1回で一号ashが減る。1往復7 (3) 右側の斜面だけ, 傾斜を大きくしたとき, 物体が静止する位置は, (2) と 比べてどうなるか。 以下の選択肢から最も適当なものを選べ。 (ア)やや左側 (イ) 同じ位置 (ウ) やや右側 14. 力学的エネルギー

なぜ十分時間が経過したら力がつり合うと分かるのですか？

金属棒を間隔 L [m] で平行に並べて レールをつくり、水平面に対して傾斜角0 で設置した。 レールの下端a, b は抵抗値 R[Ω] の抵抗でつないである。 一様な磁束 [密度B [T] の磁場を鉛直下向きにかけた状 態で,質量m[kg] の金属棒をレールの上 a R b B. 水平面 に水平に静かに置いた。 棒とレールとの摩擦と電気抵抗とは無視でき 棒はレールに対して常に直交しているものとする。 重力加速度をg [m/s] とする。 (1) 棒が滑り下りるとき,抵抗に流れる電流の向きは,図中の a b と b→a のどちらか。 (2)棒が速さ [m/s] で動いているとき,抵抗に流れる電流の大きさを 求めよ。 (3) 十分に時間が経過した後の棒の速さを求めよ。 このとき、棒はレー ル上にあるものとする。 (4)(3)の状態のとき,抵抗で単位時間あたり発生する熱エネルギーQ と重力が棒にする仕事率Pとの比を求めよ。

物理重要問題集2024 大問71番の（3）なのですが、シャルルの法則は、初期状態と状態2で一定ではないのですか。

必解 71. 〈気体の状態変化と熱効率〉 熱機関を利用して上昇, 下降するエレベータの 熱効率を求めよう。 図1のように大気中で鉛直に 立てられている底面積S〔m²〕 の円柱形のシリン ダーに質量 Mo〔kg〕のなめらかに動くピストンが ついており,中に単原子分子理想気体が封じこめ られている。 図1のようにピストンの可動範囲は ho〔m〕からん 〔m〕 までである。 重力加速度の大き さを g〔m/s2] とする。 物体 M [kg] ピストン Mo〔kg]- h [m] ho[m] 初期状態 単原子分子 理想気体 状態 2 図1 初期状態は,気体の温度が外部の温度と同じ To [K], 気体の圧力』が大気圧と同じPo〔Pa〕, ピストンの高さがん。 〔m〕である。まず、ピ ストンの上に質量 M[kg] の物体を乗せ、シリンダー内の気体に熱を与える。 しばらく静止 し続けた後, ピストンが動きだした。 この動きだしたときの状態を状態1とよぶ。 さらに熱し続けるとゆっくりとピストンは上昇し,高さがん 〔m〕 に達した。 このときの状 態を状態2とよぶ。状態2になった瞬間に物体をピストンから降ろすとともに熱を与えるの をやめた。ピストンはしばらく静止し続けたが,やがてゆっくりと下降し,高さがん [m] となったところで静止した。 さらに時間がたつとシリンダー内の気体の温度がT [K] にな ったところで初期状態にもどり、この熱機関はサイクルをなす。 (1)状態1のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 [Pa] (2) 初期状態から状態までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (3)状態2のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (4) 状態1から状態2までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (5) 気体の体積をVとするとき,このサイクルのV図を図2にかけ。 (6) このサイクルで熱機関が外にした仕事を求めよ。 (7) このサイクルの熱効率を求めよ。 0 V[m³] 図2 (8)M=2Mo, Mo= PoS =2h の場合の熱効率の値を求めよ。 [12 弘前大〕

わかりません！！ （3）の問題の変位が245mにならないのはなぜでしょうか？y＝0を240mにしているからというのはわかるのですがなかなか納得できません

TU 例題1-12 鉛直投射・斜方投射 IIIII 10m/sの一定速度で上昇中の気球から、 2つの小石 A, B を同時に投 げ出した。気球に対する速さはいずれも16m/sであるが, 気球から見て Aは上方に,Bは水平に飛び出していった。 そして10秒後に A は地面に 落下した。 重力加速度の大きさを10m/s' とし,空気の抵抗は無視できる ものとする。 (1) 小石を投げ出したとき, 気球の地面からの高さは何mであったか。 (2) 小石B は地面から何mの高さまで達するか。 (3) 小石B の落下点は小石Aの落下点から何m離れているか。 解答) 地面に対しては,Aは初速26m/sの投げ上げ となり,またBは水平成分 16m/s,鉛直成分 10m/sの斜方投射となる。 26 () 10 (1)高さをんとし、y軸の原点を投げ出した点 にとると、地面の座標はーんとなり, Aにつ いて投げ上げの式をつくると y=( iA B 16 -h=26x10+ x(-10) x 102 .. h = 240 [m] (2) B の鉛直方向の運動に注目する。 最高点で y=h y = 0 となることより 02-102=2×(-10)y よって求める高さは y=5 h+y=245〔m〕 (3) B が地面に落下するまでの時間をとする。 (2) まず鉛直方向について -240=10t+=(-10)2よりt=8 (t=-6は不適) 水平方向の距離は 16×8=128 〔m〕

①、②とも分かりません。詳しく解き方も教えていただきたいです。

4m (3)図のようにC点から速さvo で質量mの物体を転がした。 摩擦はないものと質量 して以下の問いに答えよ。 ただし、重力加速度の大きさはgとする。 000 Favor 円 BISH T 高さ h ①B点を通過するときの速さ (age ②自然長にあるばねAに衝突し跳ね返らないでばねが縮んだ。 自然長から最大どのくらい縮むか求 めよ。 ただし、 ばね定数はkとする。 E m00s (株)

(3)tanθ=ma/mgになるのはなぜですか？

基本例題33 電車の中の単振り子 基本問題232 234 長さLの糸の一端に質量mのおもりをつけて,これを電車の天井につるして単振り子 とする。 重力加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) 電車が水平方向に速度で走行している状態で, おもりを電車に対して静止させ おもりにはたらくが たとき,糸はどの方向になるか。 Forfashhat (1)の状態で,単振り子を小さく張らせたときの周期はいくらか。 (3) 次に, 図のように, 電車が水平方向に大きさαの 一定の加速度で走行しているとする。おもりが単振 小生も加わる 動の中心にあるときの, 糸と鉛直方向とのなす角を 0 とすると, tan はいくらか。 (4) (3)での単振り子の周期を, L, g, a を用いて表せ。 (S) a (1) おもりに慣性力ははたらかな 指針 (1) (2) 電車は等速直線運動をして おり,おもりに慣性力ははたらかない。 したが って,単振り子の運動は、電車が静止している 場合の状況下のものと同じである。 解説 いので,糸は鉛直方向となる。 L (2) 単振り子の周期Tは, T=2π g に a (3) (4) 電車は等加速度直線運動をしており、 電 車内から見ると, おもりには糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力 maがはた らく。これらのつりあう 位置が,単振動の中心と なる。 重力と慣性力の合 力は鉛直方向から 0傾 いた方向になり見かけ の重力mg'がその方向 にはたらくとみなせる。 ma mg' mg (3)糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力maの3力が つりあう位置が単振動の中心となる。 ma a tan0= mg g (4) 見かけの重力加速度の大きさ g' は, g'=√√g²+a² 求める周期をT' とする。 T' は, (2) の T の式 でg を g′に置き換えて求められる。 =2 L T = 2x√1 = 2π√ √ √ g² + a² LE 9. 単振動 113

丸で囲った部分はどこから出てきたんですか？

例題 2.2 2次元極座標系では、 図2.10のように直線 OP 方向を方向,それに垂直な方向を 0 方向と呼 び,それぞれの方向の単位ベクトル er, ee を基 本ベクトルにとる。 これらの基本ベクトルはP の位置が変わると方向が変わるため時間的に変動 2次元極座標と円運動 [9] 方向 y ee P 方向 er To O ・T する. (1)ere の時間変化について der de dee do ee, dt dt dt er == dt (2.33) 図 2.10 が成り立つことを示せ. (2) 等速でない円運動の場合について,質点P の加速度αの成分および 0成分を求めよ. 笑 合 (1) 2つの極座標基本ベクトルを直交座標基本ベクトルを用いて表すと er= cosQi+ sin Oj ee = - sin0i+ cos0j dt したがって der de do (-sin 0 i + cos 0 j) = = -ee dt dt dee de de dt となり (233) が導かれる. at(coshi+sinoj) = -er dt r = rer である. 円運動の場合は (2)2次元極座標での位置ベクトルの表示は r dr/dt=0であるから, 速度ベクトル, 加速度ベクトルは極座標成分で表すと dr der de となる. 2= =r =r dt dt eer dt dv do dea a² 0 a= =r T dt dt dt dt2 2 do d² ==r er+r. dt dt2 ee