今日から本気で勉強をしようとしている高一女子です。 友達のノートに10－3㎥のような小さい－3が10に乗っかってるやつの理屈が分かりません。これの公式があるようなら教えてください。物理の授業は全部寝てしまい、何が何だか分からずやっています。

3 V = 01x01 xal = 10°³ m²

この問題の一番の問題なんですけど、私はノートのように解いたのですがなぜこう解いてはダメなのでしょうか？答えはAの気体の状態方程式を立てておしまいでした。 何回考えても分からないので教えてください！

発展問題 321. 仕切られた円筒容器■ 底面積 S[m²] の円筒容器が鉛直に立てられ, 質量 M〔kg〕 外気温 B To 壁 A To ヒント 321 (2) 位置エネルギーの減少分が内部エネルギーの増加分となる。 1 L の熱を通す壁で部屋A,Bに仕切られてい る。はじめ,上下面からの距離がともにL [m]となる位置で壁を固定し,各部屋に1 mol の単原子分子の理想気体を閉じこめる 底面積 S とともに外気温と同じ温度 T [K] となっ図1 図2 断熱材 た(図1)。気体定数をR [J/ (mol・K)〕 重力加速度の大きさをg〔m/s²〕とする。 (1) 部屋Aの気体の圧力は何Paか。 次に,図2のように, 容器を断熱材で囲んだのち, 壁の固定を外してなめらかに移動 できるようにしたところ, 壁は,もとの位置から 4L 〔m〕 だけゆっくりと移動した位置で 静止した。 このとき, 部屋A,Bの気体の温度がともに To +4T [K]となった。 (2) 4T〔K〕を.M. R. g, 4L を用いて表せ。 (11. 山口大改) 例題26) ← B To L To+4T A L+AL T+4T L-AL

電磁誘導がわからないです。 疑問①(3)で電流×eは仕事になる理由が分かりません。 ②(4)で何故少し上昇した後に落下を初めてしばらくすると一定の速さになるのか分からないです。

170 第4編・電気と磁気 a R b S₁ 291. 磁場の中での導体棒の運動図のように, 内部抵抗の 無視できる起電力Eの電池, 抵抗値Rの抵抗およびスイッチから なる回路がある。回路内のabとcd は間隔だけ離れて鉛直方 向に立てられ,それに接した長さ 質量mの導体棒Aが水平に 配置されている。Aは鉛直方向のみに, ab, cd に接しながらな めらかに動くようになっている。 また, 磁束密度Bの一様な磁場 (磁界)が回路に垂直に、紙面の裏から表の向きに加えられている。 重力加速度の大きさをg とし 回路内の導体の抵抗は無視する。 (1) Aを支えたままスイッチを S, に入れた。 その後, 支えをとると, Aは鉛直上向きへ BO E S2 鉛直 上向き d 動きだした。 速さがvのときの電流 I を求めよ。 (2) しばらくすると一定の速さになった。 この速さを求めよ。 (3) このとき,単位時間に、電池がする仕事 W, 抵抗で発生するジュール熱 Q, Aが得 る重力による位置エネルギーUを,それぞれ求めよ。 また, W, Q, U の間に成りた つ関係式を求めよ。 (4) Aが一定の速さになった後, スイッチを2に入れたところ, Aは少し上昇した後に 落下を始め, しばらくすると一定の速さになった。この速さを求めよ。 -285

(2)について質問です。 解説ではcf間に流れる電流をiと置いていますが、acfhでは時計回り、cdef間でも時計回りで電流が流れるのならcf間に流れる電流がc→fとf→cで互いに打ち消しあい、電流は０にならないのですか？解説お願いします

チェック問題 5 時間変化する磁場 図のようにそれぞれの端子の間の 長さ1, 抵抗値Rの9本の抵抗で長 方形の回路abcdefgh をつくり, 水平 面上に置く。 全体に鉛直上向きの磁場をかけ, そ の磁束密度Bをグラフのように時間変 化させたとき (1) 回路 cfhac, 回路 cdefc に発生す る誘導起電力をそれぞれ求めよ。 (2) 辺 cf に流れる電流 (c→f の向きが正) を求めよ。 解説 (1) 〈電磁誘導の解法起電力>で解く。 起 どうやって起電力を求めるかい? たしかにそうだね。 そ こで本問のように,棒が動 かず 磁束密度Bだけが 時間変化する場合には《電 磁誘導の法則》(p.226) しか 使えないね。 図 aで回路の cfhaccdefc をそれぞれ 回路 回路 とよぶ｡ イの面積はそれぞれ a h a ア えーと､棒が動いて「プチプチ」 と磁束線を切るわけじゃ ないから、 「ローレンツ力電池」は使えないし･･････ (I-i) 3R ア B〔T〕 B₁ Ⅰ イヤ ! ◎増 OB OB I.5Rc ⑧妨H 妨 Ⅰ TH V₁ 横 12分 コー 2 f I-i iR 1 図 a ・t[s〕 V₁ イヤ! 増 妨H 妨 Ⅰ CD

(2)について質問です。 解説ではcf間に流れる電流をiと置いていますが、acfhでは時計回り、cdef間でも時計回りで電流が流れるのならcf間に流れる電流がc→fとf→cで互いに打ち消しあい、電流は０にならないのですか？解説お願いします

チェック問題 5 時間変化する磁場 図のようにそれぞれの端子の間の a 長さ 抵抗値Rの9本の抵抗で長 方形の回路abcdefghをつくり, 水平 面上に置く。 全体に鉛直上向きの磁場をかけ, そ の磁束密度Bをグラフのように時間変 化させたとき、 (1) 回路 cfhac, 回路 cdefc に発生す る誘導起電力をそれぞれ求めよ。 (2) 辺cfに流れる電流 (c→f の向きが正)を求めよ。 説 (1) 〈電磁誘導の解法起電力〉で解く。 記 どうやって起電力を求めるかい? たしかにそうだね。 そ こで本問のように,棒が動 かず 磁束密度Bだけが 時間変化する場合には 《電 磁誘導の法則》(p.226) しか 使えないね。 図aで回路の cfhac, cdefc をそれぞれ 回路 回路 とよぶ｡ アイの面積はそれぞれ a h B〔T〕 B1 OB OB えーと、 棒が動いて「プチプチと磁束線を切るわけじゃ ないから, 「ローレンツ力電池」は使えないし･････・ V₁ g ✓ 0 ⑧妨H 妨 Ⅰ I-5R C アイヤ! ◎増 準 12分 2 f t[s] ħ₁ (I - i) 3R I-i iR a +7) イヤ! ◎増 XH 妨 Ⅰ V₁ d e

この問題で、UB〔J〕を求める式が5.0×9.8×(-5.0)だったのですが、この(-5.0)はどこの部分ですか？

2-5 2.0 ■ 79. 重力による位置エネルギー 質量 5.0kgの物体 Aが高さ10mの建物の屋上にあり, 同じ質量の物体 B が地下 5.0mの地下室の床上にある。 次の(1),(2) 各場合について,物体Aと物体Bの重力による位置 エネルギー UA [J], Us [J] とその差 4U [J]を求めよ。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 Umgh (1) 地面を基準水平面としたとき 10 m 2012.5 AQ5.0kg 5.0m 5.0×9.8×10 Too 地面 B②5.0kg 98 kr 490

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

ア〜オまでわかりません！ 解説お願いします🤲

15浮力と力のつりあい [2015 北里大) 次の文中のア~オに最も適するものをそれぞれの解答群から1つ選べ。 鉄とアルミニウムの球を水中で落下させる。 鉄の密度をp] [kg/m²), アルミニウムの 密度をp2 [kg/m²) 水の密度をP [kg/m²), 重力加速度の大きさをg [m/s*] とする。 ま た,鉛直下向きを正とする。 まず 同じ半径 R [m]の鉄の球とアルミニウムの球を初速度0で同時に落下させた。 球の体積V[m²] を用いると, 鉄の球にはたらく浮力の大きさは ア [N] と表すことが できる。 水の抵抗力の効果が無視できるならば, 初速度0で落下し始めてから[s] たつ と鉄の球の速度はイ [m/s] となり, アルミニウムの球の速度のウ倍となる。 実 際は、水中では物体の運動を妨げる向きに水の抵抗力がはたらく。 球の落下する速さとと もに水の抵抗力は大きくなっていき, やがて、重力、浮力, 抵抗力の合力が0になると, それ以降は球の落下速度は一定となる。 鉄の球とアルミニウムの球の落下速度がそれぞれ 一定となったとき, 鉄の球にはたらく水の抵抗力の大きさはアルミニウムの球にはたらく 水の抵抗力の大きさの エ 倍である。 同様に, 半径R [m], Rg [m) の2つの鉄の球を初速度0で落下させた場合は, 球の落 下速度が一定になった後に, 半径Rの球にはたらく水の抵抗力の大きさは半径 RE の球 にはたらく水の抵抗力の大きさのオ倍である。 ウ P1 V9 Ⓒ (P₁-Pw) Vg の解答群 ① (p1-pw)gt ① 65 ⑤ 9 9 (1) エ 9 (6) オ アの解答群 ① PV (5) の解答群 P2 P1 pw Vgt P1 pw P2-PW pi-pw P2 P1 P₂ (P1-PW) Pi (P2-Pw) の解答群 P2-Pw P1-PW P₂P1-Pw) pi(P2-Pw) の解答群 RB RA 3 RA 3 RB -1 gt 10 (2) ② pwv pw (6) 10 (p₁+Pw) Vg ② (pw-pigt 6 (2 (6) RB RA 10 2 6 10 RBPW RAPi -g P1 Pw pw P1 P2 P₁-PW p2pw P1 P2 pi(P2-Pw) P₂P1-PW) Vgt P1-Pw P2-Pw pipz-Pw) P₂(P1-Pw) (3 8 RB 2 RA 3 p.Vg ⑦ (Pi-Pw)V 3 ⑦ RAPW RB01 3 7 3 ⑦ Pw P₁ agt pw P2-P1 P1 P₂P2-Pw) P₁(P₁-PW) P2-P1 P1 9 gt P₂P₂-PW) P₁(P1-PW) 4 pwVg ⑧ (p1+pw)V RA2 RB2 RB³0₁ RA³PW 4 8 4 8 (4 Pw 8 5 10 - P1 pw P1-P₂ P2 P₁(P1-Pw) PP₂-Pw) P1-P2 P2 P1(P1-PW) P2P2-Pw) 3 agt RB 3 RA RAPI RB³Pw

問4で解き方はわかったのですが、自分で置いたvを消去する方法を教えてください。

22 2022年度 物理 物理 (1科目: 60分 2科目 : 120分) Ⅰ 図1のようになめらかな水平面上で質量mの小球Aと質量mの小球Bが 同じ速さでx軸からの角度45°で進み、座標の原点で衝突した。衝突後,小球 A は角度の向きに速さで進み、小球Bは角度0g の向きに速さひBで進んだ。 ただし、0はx軸から反時計回りを正とし, 0g は x軸から時計回りを正とする。 また、小球Aと小球Bが衝突するとき互いに受ける力はy軸方向であった。以下 の間1~4に答えなさい。なお,問3と問4は、解答の導出過程も示しなさい。問 題の解答に必要な物理量があれば、それらを表す記号は全て各自が定義して解答欄 に明示しなさい。 (配点25点) 問1 衝突前の二つの小球の運動量の和のx成分とy成分を含む式で答えな さい。また、衝突後の二つの小球の運動量の和のx成分と成分を角度0A, 0g を含む式で答えなさい｡ 2 衝突後の二つの小球の運動量の和のx成分と成分をvo を用いて答えなさ い｡ 3 この衝突が完全弾性衝突である場合に, tan by を ma.mB のみを含む式で表 しなさい｡ 問4 次に、小球Aと小球Bが完全非弾性衝突により一体となった場合を考え る。この場合,小球Aと小球Bの運動エネルギーの和が, 衝突の前後でどれ だけ変化するか, m, MB, Vo のみを含む式で表しなさい。 II #1 問 小球 A Vo Vo 小球 B 電場の向きがわかる 45° 45° 小球 A 図 1 Or 0B 小球 B UA VB 】1~5に答 2022年度 物理 23 さい。 なお、 問3~5 あれば、 を を含 また,図中に