物理基礎の問題です。回答は配信されているためわかるのですが、解説がないため理解することができません。四角の2からわからないため、できるところまで教えて頂きたいです。お願いいたします。

第1問 以下の文章を読み, 解答番号 1~8 にあてはまる最も適当なものをそれ ぞれあとのa~eのうちから一つ選べ。 図1に示すように,長さL 〔m〕 の軽い糸の一端を天井に固定し、もう一方に質量 [m[kg]のおもりを取り付けた。さらに天井に固定した糸の位置から鉛直下向きに長さ 1/23L 〔m] の位置で釘を取り付けた。なお、重力加速度の大きさをg 〔m/s'] とする。 糸がたるまないようにして鉛直下向きから角度 0° で静かにおもりをはなした(ただし, 3 cos do とする)。この瞬間に糸にかかる張力の大きさは1 [N] である。また,糸が 釘に触れる直前のおもりの速さは2[m/s] となる。 1 2g(1-coso) mg cos Oo 糸が釘に引っかかった瞬間におもりの回転中心が変わった。 この瞬間のおもりの高さを 20 とおくと, 釘に引っかかった後に初めておもりの速さが0になる高さは3 [m] で ある。 おもりの速さが0になったときに釘とおもりの間の糸が鉛直下向きの方向となす L (i-cosθo) 角度を 01 とおくと, cos 01 の値は4であり,このときの糸の張力の大きさ T 〔N〕は cos 00-1 T 5 [N] となる。 さらに糸から釘が受ける力の大きさは6〔N〕 となる。 2T sin つぎに、糸が釘に引っかかってからある角度 02 (0) <02 <01)になった瞬間におもり から糸が切れた場合を考える。この瞬間のおもりの速さは 7 〔m/s]であり、糸が釘に 引っかかった瞬間のおもりの高さを0とおくと, o = 60°, 02=30°であれば、おもりが (1+200302-3cos00) 最も高い位置に到達するときの高さは8[m]となる。 5-2132 8 3m (costo-1) 2 m L 00 図 1 1 ・L 3 釘

大門6.8.9.の解説お願いします。大門９の【1⠀】ほ分かります。 答えは 6:67L 8:2,2ｇ 9:【2⠀】1,8ｇ 【3⠀】90% 【4⠀】100ml です。

|6| メタンCH44.8gが完全燃焼したとき消費された空気 か。ただし,空気の組成(体積比 )は は,標準状態で何L とする。 N2O2=4:1

この問題が解説読んでもわかりません なぜ⑤ではダメなのでしょうか

さらに,Bさんは、図4のように、質量がMで、仰角が0である斜面をもつ三 角台と,質量 m の小物体を用意し,以下の【実験2】を行った。 mglsin=12/21w28/1/2mv2 0 E m 小物体 Usint. M $250 三角台 図 4 V₁ + V = 0 mu + MV = 0 [④] 【実験2】 三角台を水平な床に置いて手で支え, 三角台の斜面上に小物体を静止さ せる。 小物体と三角台から同時に手を放したところ, これらは運動を始め いた。 0= max MX Coso 物理 床 小物体が斜面上を、斜面に沿った向きに長さℓだけすべりおりたときの小物体の 三角台に対する速さはvであった。 床に平行で,図4の右向きを正として軸を, 床に垂直で図4の鉛直上向きを正としてy軸をおき,床に対する小物体の速度の , 成分をそれぞれひとし, 床に対する三角台の速度をVとする。 ただし,速 度の水平成分は図4の右向きを正とし, vx > 0, vy < 0, V<0である。 また, 重 力加速度の大きさをgとし,空気の抵抗とすべての摩擦を無視する。 問4 【実験2】において, 小物体が斜面をすべりおりる前後で運動量保存則が成り 立つことを用いて得られる関係式として正しいものを、次の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 12 v cose + V = 0 mucose + MV = 0 - 15 - ③ mux + MV = 0 ⑥muy = 0

(2)の解答の赤く囲んだところがよく分かりません…

実戦 基礎問 可動台上の物体の運動 次の文中の 図に示すように、 傾き角0の斜面をもつ質 量Mの三角台を水平面上に置いた。 三角台 は固定されておらず, 水平面上を自由に動く ことができる。 静止している三角台の斜面上で,質量mの小物体を静かに放して滑らせ 24 ひ 小物体m 52 ] に適する式または語句を記入せよ。 た。 水平面および三角台の斜面はなめらかであるとし,重力加速度の大きさ をgとする 小物体が斜面上で高さんだけ滑り降りたとき, 小物体の三角台に対する相 対速度の大きさをv, 三角台の水平右向きの速さを Vとすると, この過程で (1)で,運動エネルギーの増加量は (2) (2) が成り立つ。 の位置エネルギーの減少量は (1) である。 力学的エネルギー保存の法則より、 また、水平方向では外力が働かないから, 水平方向の (3) (4) = 0 が成り立つ。 る。 これより, が保存され 3230 M=m とすると,これらの式より, vを sin0, g, h を用いて表すと (5) となる。 (岡山大) 斜面 三角台 M 13 ●観測者と保存則 加速度運動をする観測者から見ると,運動 の法則が成り立たないことを学んだ(→参照 p.26)。 精講 力学的エネルギー保存の法則および運動量保存の法則はともに、この運動の 法則に基づいて導かれたものである(→参照 p.36~45)。 したがって,加速度 運動をする観測者から見ると,これらの保存則も成り立たない。 14-15 2つの保存則が成り立つのは,原則的に、地上で静止している観測者および 等速度運動している観測者から見た場合である。これらの観測者(座標系)を慣 性系という。 Point 19 力学的エネルギー保存の法則, 運動量保存の法則 慣性系で成り立つ 解説 (1) (2) 小物体の台に きさはそれぞれ 平面に対する小 鉛直方向下向き 電話 保存則は地面に対する速度で立てる。 (月) V はじめ、系の運 題意より, V (3) 系に働く (4) (3)より, 1 mgh=12 0=mvx (5) M=mを ④式よ 02/12/20 ²2 (1) (3)

(2)の解説して欲しいです

図のように、水平面と傾斜角(0<a<)をなすzy平面上を運動する 質点を考える。重力加速度の大きさをgとし,質点とæy平面との摩擦はない ものとして 次の問いに答えよ. (1) 原点Oより質点を初速 ひでy軸方向へ発射した.このとき, 質点が上 がりきる位置のy座標およびそれまでに要する時間tを求めよ。 B[0<B<1/] D) 2 (2)次に、原点Oより質点1をxy平面上でx軸と角度 80 <8< 方向へ初速で発射した.このとき、xy平面上で質点1が再びｪ軸に戻 るまでの時間と軌跡の式を求めよ.もをなかせ (3) zy平面上の点P(πoyo) (x>0,yo>0) から別の質点2を上記(2) の 質点1の発射と同時に自然滑降させて2つの質点を衝突させたい。そのた めには, so yo がどのような条件を満たさなければならないか。 20 ひ y - P(xo, 30) X a

2番のグラフどうやって書いてるのか教えてください

単振動は,円周上を 回る点と対応させる とわかりやすいね。 (→下の「参考」) 3 正弦波の発生 波源が単 振動をする場合,図5に示す ような波が発生する。 ばいしつ 波源の単振動は周囲の媒質 に伝わり, 各点は波源よりも 遅れて単振動を始める。 その 振幅と周期は,波源の単振動 の振幅と周期に等しい。 つら 振動する媒質の各点を連ね はい た線を波形といい, 同図の wave form ような波形 (平らでない部分) せいげんは をもつ波を正弦波 という。 sinusoidal wave このように, 単振動している 波源からは正弦波が生じる。 P₁ P₁ 図5をもとにして, 時刻 1/27における波 形のグラフをかけ。 P₂ PPPP6P7P8 問2 図5 正弦波の発生 水平に張ったひも の端P を周期Tの単振動と同様に振ると きの波形を 時刻0から8分の1周期ごと に表している。 図の波形 (平らでない部分) ぱいぱんきょくせん のような曲線を正弦曲線という｡ 一定の速さで円周上を進む とうそくえんうんどう 運動を等速円運動という。 等速円運動と単振動 coloc 78 Loloo 時刻 0 単振動 18 ²T calco T ○ T T G l fellel feelle feelle feeeee fullle Po P₁ P2 P3 P4 P5 P P HIN WITH P 14 TM 5 15 10時間 (周期) T〔s] 波の V= 経 となる。f=1 波の要素 20 c波の表し 波の要素 波形の最も高レ 低い所を谷と 深さ trough しんぶく 振幅に一致す かん amplitude あう山と山の間 ink ニメーション 分の長さ(<) 山や谷が進む速 v=fi [m/s] 波の速さ 振動数 (fr f [Hz] 正弦波 2波のグラフ y-x図という｡ る, 時間 t と媒質 (a 問3 時刻 0 変位 y[m〕 プ y[m〕4 0 y [m〕

この問題の（3）で物体の位置が解説の図3のようになる理由が分かりません。 どなたか教えて下さい

(5.00 226. 凸レンズと凹面鏡■ 図のように,焦点距離 20cmの凸レンズと焦点距離20cm の凹面鏡を, 光 軸を一致させて40cm はなして固定する。 レンズの ◯ 右側 10cmの位置に,大きさ 2.0cmの物体を置く。 次の各場合について, 像の位置, 大きさ, 実像か虚 像か,正立か倒立かを答えよ。 BO -40cm- factor Je 30th T BO=(3843 X 1.0 20 DENPA (1) レンズがなく凹面鏡だけの場合。 (2) 凹面鏡の像をレンズを通して見る場合。 E X (3) 物体を直接レンズを通して見る場合。 れ K (17. 龍谷大改) SONU 物体 (15. 筑波大改) 10* 10cm 20 第Ⅲ章 波動

この物体の速度を求める問題なんですけど、物体は最初力学的エネルギー0から仕事をされてその分だけ力学的エネルギーは増加しますよね？私は外力のした仕事の総和=力学的エネルギーと考えました。ですが答えでは右辺に位置エネルギーが書かれていません。どこが間違っているのでしょうか。

動加速度=y 動摩擦係数= Mo 1 e Isinc Hilfith tl I El mylsind, junge cosce 物体の力学的には言わび+ malsinde 1 = Fl+my lsinle-unglloso = = m² + my l sind 1 1

④ってロープに係る張力どうやって出しますか

第1問 次の問い (問1~5) に答えよ。(配点25) ① 問1 なめらかに回転する複数の定滑車を天井に固定して,端を床に固定したロー プを通してなめらかに回転する動滑車をつるし,質量mの荷物を宙に持ち上 げ静止させる。その後, ロープの端を鉛直下方にゆっくりと距離引くとき, ロープを引く力のする仕事が最も小さくなるものとして最も適当なものを、次 の①~④のうちから一つ選べ。 ただし, ロープや滑車の質量は無視できるも のとする。 天井 ロープ 天井 動滑車 ロープ 動滑車 解答番号 1 定滑車 望し 荷物 m 荷物 m 定滑車 楽し 床 床 実 ロープ 4 動滑車 天井 ロープ 天井 動滑車 mg (2) ang 荷物 m 床 mg = x caso 定滑車 Ç 定滑車 荷物 m Ving ng 床

なぜ⑴では空気の屈折率を文字で置いてるのに、⑷は屈折率1で考えてるのか教えてください。

|30| 光通信などに使用される光ファイバーでは、光の全反射現象などが利用されている。 その原 理を図のような円柱状媒質のモデルで考えよう。 円柱の中心軸からある半径までの部分は屈折 率(絶対屈折率nの媒質Iであり,その外側は屈折率nの媒質ⅡIである。円柱の端面は中心 軸と垂直であり、図は,円柱の中心軸を通る平面で切った断面図である。 この平面内で , 空気 中から円柱の端面の中心点Aに入射角で入ってくる光が, 屈折して円柱内に入り, その後ど のように伝わるかを調べる。 屈折率の間には、 常に nnn (no は空気の屈折率) という 関係があるものとして, 以下の設問に答えよ。 (1) 光が媒質I と媒質ⅡIの境界面で全反射をして, 媒質Iの中だけを伝わるためには,入射角 はどのような条件を満たせばよいか｡ sin0 についての不等式で示せ。 (2) 屈折率の大きさによっては,入射角をどのように選んでも光が媒質 ⅡIの中に入れないこ とがある。 そのようなことが起こらずに, 光が媒質ⅡIの中にも入ることができるためには, 屈折率の間にどのような関係があればよいか。 (3) 屈折率の間に設問 (2)で求めた関係がある場合, 光が媒質ⅡIの中には入るが円柱の外には出 ないためには,入射角0はどのような条件を満たせばよいか。 (4) 光が点Aに入射角で入射し, 媒質Iの中を全反射しながら光ファイバーの長さの方向 に距離だけ進む時間を求めよ。 ただし, 真空中での光速度をcとする。 空気 no 0 A no N2 "n₁" n2 空気 媒質 ⅡI -媒質Ⅰ 媒質 Ⅱ