(1)の問題 Tを分解するのと、mgを分解するのとで答えが違うのですが、何故この場合はTを分解してはいけないのですか？

リ外める値 voをこえると,小球が面からはなれる。v。を, 0, gを用いて表せ。 ヒント(1)(2) 小球は,重力,張力, 垂直抗力を受け,それらの鉛直成分はつりあってい る。また,円の中心方向の成分を向心力として, 等速円運動をしている。 →例題28 206.鉛直面内の円運動●長さ1の糸の一端に質量mのおも りをつけ,他端を点Oに固定して, 振り子とする。糸が鉛直 方向と角0をなすように,おもりを点Aまでもち上げ,静か にはなした。おもりの最下点をB,重力加速度の大きさをg として,次の各問に答えよ。 (1) おもりをはなした直後の糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 最下点Bにおけるおもりの速さはいくらか。 (3) 最下点Bにおける糸の張力の大きさはいくらか。 0 0 A m B 例題29 ヒント(1) このとき, おもりの速さは0なので,向心力は0 となる。 (3) おもりは,重力と糸の張力の合力を向心力として円運動をする。

単振動の問題についての質問です。(3)の解説の理解はできるのですが、しっくりきません…。 不等号を用いたやり方などないでしょうか？ 詳しい解説または別解を教えていただきたいです。

カ学 31 45 軽いばねの両端に同じ質量m の物体AとBを取 りつけ,滑らかな円筒状のガードでばねが鉛直に保 たれるようにして, Bを床の上に置いたところ, ば ねの長さが自然長より aだけ縮んだ位置OでAは 静止した。重力加速度をgとする。 (1)ばねのばね定数はいくらか。 また, 床がBか ら受ける力の大きさはいくらか。 Bに作用する力 のつり合いより求めよ。 (2) Aを0点よりさらにaだけ下のP点まで押し下げて, 静かに放し たところAは振動した。 (ア) 振動中のAの速さの最大値はいくらか。 (イ) 0点を原点とし, 鉛直下向きを正とするx軸をとると, Aの位 置xは放してからの時間tとともにどのように変わるか。 x をtの 関数として表せ。 (3) はじめにAを0点より押し下げる距離を6にして運動させたとき, Aの振動中にBが床から離れて上方に動き出さないためには, 6の 値はどれだけ以下でなければならないか。 a a P-Y. ZBZ (名城大) 000000

物理基礎、音波です。答えだけでもいいので教えていただけるとありがたいです。

4 [A] 図 4-1 のように, 振動数f[Hz] で振動するおんさの先端Aおよび A'に, そ れぞれ線密度 p1および p2[kg/m] の弦 G, および G2 が張られている。弦の他端には, 滑 車を通じて同じ質量 m [kg] のおもりが吊されている。おんさと滑車の間の位置Bおよび B' に置かれた琴柱により,弦は AB および A'B' 間で振動する。 K- L f A' G2 B' A G」 B m m 図4-1 AB および A'B' をともにL[m] にしておんさを振動させたところ, 弦G, と G2 がおん さと共鳴し,それぞれ腹が n 個およびn+1個(n>1)の定常彼が生じた。このとき, どちらの弦でも Aおよび A' は振動の節となっていた。ここで, 弦を伝わる横波の速さ [m/s] は,弦の線密度p[kg/m] と張力の大きさT[N] を用いて, ひ= で与えられる。 なお,重力加速度の大きさをg [m/s?]とし, 弦にはたらく重力,および弦の質量と張力が おんさの振動に及ぼす影響は無視する。 問1 下線部の観測結果より,弦G, および Ga に生じた定常波の波長, Az lm] を, そ れぞれL, nを用いて表せ。 問2弦 G, および G2 を伝わる波の速さ ひ,ひ2 [m/s] を, それぞれ f, L, n を用いて 表せ。 問3型をnのみを用いて表せ。 P2 問4弦 G について, AB 間距離は変えずに, おもりの質量を m+Am [kg] に変えてか ら,おんさを振動させると腹がn-1個の定常波が生じた。質量の変化量 Am を, m, nを用いて表せ。

マーカーで印をしたところの解説がイマイチよくわかりません。グラフの意味もあまりピンとこないです。 詳しく教えてほしいです。 また、できれば別解があれば教えてほしいです。

十反 初理 う 支点0(ビン) の た。I。の最大値はいくらか(キ)。また ω を R, L, Co. Ve のうち必要なものを使って表 せ(ク)。 のの 棒A の 棒B (配点率 33 %) の ao 小球B OP の 小球A はう R 図3 Og C= 子の II 図1に示すように,抵抗値 R の抵抗,自己インダクタンス Lのコイル,電気容量 C の平 bo かをつ 行板コンデンサー,スイッチ Sからなる回路がある。平行板コンデンサーは極板間の距離 x 図1 を変えることができる。極板問距離 x = d のときの電気容量を C = Co とする。最初,コン デンサーに電荷は蓄えられておらず極板間距離は x =d であり,スイッチは開いている。 テの物 -OP まず,端子 a-b 間に起電力 E の直流電源を接続した(図2)。抵抗に電流が流れ始め,その 後十分長い時間が経過すると,電流が流れていないとみなせるようになった。 R (1) 電流の最大値はいくらか(ア)。また最終的にコンデンサーに蓄えられた電気量はいくら 99 S E- か(イ)。 Cニ 次に,直流電源をはずしてスイッチを閉じたところ,コイルに振動電流が流れる現象(電気振 bo 動)が観測された。 (2) 電気振動の周期 T はいくらか(ゥ)。またコイルを流れる電流の最大値はいくらか(エ)。 図2 その後,端子 a-b 間を導線でつなぐと抵抗に電流が流れ始め,十分長い時間が経過した後, 電流が流れていないとみなせるようになった。 P (3) この間に抵抗でジュール熱として消費されたエェネルギーはいくらか(オ)。 R V。 今度は,端子 a-b 間の導線をはずしスイッチを開いて,端子p-q 間に電圧の実効値 V。 be の交流電源を接続した(図3)。抵抗を流れる電流の実効値を I。として,以下の操作により電源 の角周波数 を推定することを考える。 (4) コンデンサーの極板をゆっくりと動かし極板間距離 x をdよりも小さくしたところ, 動 C = bo かす前より I。が大きくなった。このことから推定される は問い(2)の電気振動の角周波 図3 数より大きいか小さいか。 ω と問い(2)の T の関係を不等式で示せ(カ)。 としたところで I。が最大となっ 4 (5) さらにコンデンサーの極板をゆっくりと動かしx=

合っているか確かめて欲しいです！また間違っていたら解説もしてくれると大変嬉しいです！！よろしくお願いいたしますm(_ _)m

目然の長さがで重さが無視できるほど軽いばねの一端を天井に固定し、もう一端に質量mの小塚を 取り付けた。手をはなしてばねを静止させたところ、ばわの長さは自然の長さから 10%伸びていた。 その後,図1のように, ばねが鉛直線と6の角度をなす円すい振り子となるように小球を水平面内で等逃門 運動させたところ, 小球の角速度はのでばねの自然の長さからの伸びはaであった。このとき以下の同に 谷えなさい。ただし、 重力加速度の大きさをgとし、 小球の大きさ,空気抵抗は無視できるものとする。 横からみた 様子 7t0 上からみた 様子 円軌道の 中心 切断 F 切断 A 床 レ 図1 図2 問1 小球とともに回転する観測者の立場で小球にはたらく力を考える。ばねのばね定数が1, m, gを用い て表されることをふまえた上で, 水平方向および鉛画方向の力のつり合いの式を, 1, m, θ, o, a, gのう ち,必要なものを用いて表しなさい。 問2 ばねの伸びaは静止時の伸びの何倍になるか答えなさい。ただし, 1, m, θ, gのうち, 必要なものを 用いて表しなさい。 問3 角速度のを, 1, m, θ, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 問4 等速円運動していた小球とばねの連結部が切断され, 図2のように水平な床からhの高さにあった小 球はばねからはなれて運動をはじめた。ここで, 等速円運動の円軌道の半径をrとする。 (1) 小球が水平方向および鉛直方向に行う運動を, 初速度と加速度の情報を含めて説明しなさい。ただし、 それぞれの運動を説明するために, r, m, w, gのうち, 必要なものを用いなさい。 (2) 円軌道の中心を通る鉛直線と床面との交点を点Aとする。ばねからはなれた小球が床に到達する位置 と点Aとの間の距離を, r, m, w, h, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 図1のように,なめらかに動くピストンを持つ円筒形のシリンダーが水平に置かれており, その内部に 2 当同子ムてからなる押相気休かS閉で込められている シリンダ ーとピストンには断赤せよ田 れても cetee

(さ)で「v²ーv｡²＝2ax」は使えないんですか？

States along the AT. Cimbing ded hillides s from North Carolina bengamot (Georgia to southern h into Ontario, ich blooms berries adI cohosh, oeyedaisy,black-eyedSusan New England)。 bee balm (Georgia lo New York), touch-me-not, boneset. above other undergrowth, e by tubelar fowers of the deepest, of he carlier nowers will hv I I 図2に示すように、正の荷電粒子(質量m [kg),電気量q(C), q> 0)が, x 軸上を真っすぐ正の向きに運動してきて原点0を volm/s)の速さで通過した のち,点A, B, Cを通過した。x軸上の電位の様子は図3のように示され V とす。 る。A, B. Cのょ座標を, それぞれ xA, Xル, Xc とする。また,原点0を電位 の基準とし、図3中の1VaはAからBまでの電位を示す。 し x Cm) XcーXo 大二関 A m, 4, D, エh, エル, Ic. VEのうち, 必要なものを用いて,以下の各間に答 えよ。 図2 ?ng 二 例 OA 間/AB間およびBC間の電界の大きさを求めよ。 V(V)、 ある、(コ)粒子が OA 間で受けるカの大きさを求めよ。 離 ニ 濃 お ケ 粒子がAを通過するときの速ぎを求めよ。 AちAは Vg の JJS ケ 『個き端 H 日 粒子がAからBまで進むのに要する時間を求めよ。 (ス) 粒子がCを通過するときの速さを求めよ。 る本軍S / O 0 B C XA XB Xc 図3 T-Ed VE- Exe F. gVB eE Ma: 9.VE ズA XローXA ◇M2(750-24) mIA

(3)の解説の『C1の両端の電圧V1は、R2とR3による電圧降下の和 』という部分が理解できないので教えて頂きたいです。また、別の考え方でも解けるのであれば別解を教えて頂きたいです。

必解115)(コンデンサーを含む直流四) 抵抗 R,, R2, Rs,コンデンサー Cl, Ca, スイッチ Si, S2 および 電池Eからなる回路がある。R., R2, Rs の抵抗値はそれぞれ2R, 49, 68であり, Ci, Ca の電気容量はともに4uF, Eは起電力カが 12Vで内部抵抗が無視できる電池である。最初S; は開いており, S2 は閉じている。 (1) S, を閉じた瞬間に Re を流れる電流はいくらか。 (2) S, を閉じて十分時間がたったとき Re を流れる電流はいくらか。 (3) (2)のとき、C,に蓄えられた電荷はいくらか。 (4) 次に、S, とS2を同時に開き,十分時間がたった。 そのとき Cに加わる電圧はいくらか (5)(4)のとき、R,で発生する熱量はいくらか。 Ci が街の R2 光の3 らの条 こ S2 Ho R。 C2 える。 S」 "E 観測 図 ぞれ (東京重後1 2の ヒント 115〈コンデンサーを含む直流回路〉 ヒント)11 (1)「S」 を閉じた瞬間」→ コンデンサーは導線と考えてよい (2) 「S. を閉じて十分時間がたった』→ コンデンサーには電流が流れない (4) スイッチを開く前後で、 C」 と Caに蓄えられた電気量の和は保存される。 (5) スイッチを開く前後での静電エネルギーの変化量は, R.と R。 で発生する熱量に等しい。 (1) S,を閉じた瞬間には, Ci, Ca ともに電荷は0であるから C1, Ca に加わる 電圧はともに0である※Aや。よって, R2 を流れる電流を Ieとすると, E→C→R2→C2→Eの閉回路で 12=41z が成りたつ。ゆえに Ia=3A (2) 十分時間がたつと, Ci, Caには電荷がたまり, 電流が流れなくな る※B。このとき, Ri, R2, Rs には同じ大きさの電流が流れるので, これをI[A)とすると, E→R3- R2→R」→E の閉回路で を (3) 電 (4)b) (3)「Q=CV」 を用いる。 合※A Si を閉じた瞬間, 電 荷0のコンデンサーは導線と 同じ。 (1)電 用い の II 入で なる 導線 R。 12=21+4I+6I よって I=1A 1C2 (3) C」の両端の電圧 Vi は, R2 と R3による電圧降下の和だから Vi=4×1+6×1=10V よって, C」の電荷 Q. は Q=C.Vュ=4×10-6×10=4×10-5C (4) スイッチを開く前のC2の両端の電圧を Vzとすると, 前問と同様に II 導線 (2)電 I[F や※B 十分時間がたつと, コンデンサーは断線と同じ。 する V2=2×1+4×1=6V は - S, Szを同時に開いて十分時間がたつと, Ri, R2, R3 を流れる電 流は0となるので, Ci と C2に加わる電圧は同じになる※C←。これ をVとすると, 電荷が保存されるから C.V:+C2V2=(Ci+C)V 4×10-6×10+4×10-6×6=(4×10-6+4×10-6)V よって V=8V (5) S1, S2 を開く前に C., C2に蓄えられていたエネルギーWは R」 R2 てい フの I 2式 w-cv+Gw 合※ C 4μF (3)「P 十分時間がたった後に, C1, C2に蓄えられてい るエネルギー W' は Qi ラフ Q2 の組 消費 (4) 問 W' 4μF Ri. Rs で発生する熱量は, W-W'※D←であり, Ri, Ra は直列に接続され ているから, 発熱量の比は抵抗の比となる※E←。 ゆえに R」での発熱量は 一※D 減少したエネルギー が、2つの抵抗R」 と Ra で消 費される。 であ R (W-W)x- Ri+R。 の電 -(cm-a-(ccr) -(×4x10+×4x)-(伝×4×8+×x8 R」 ;X 介※E 抵抗での消費電力P は P=IV=RI? Ri+R。 (a) で 直列のときは電流Iが共通な ので,発熱量は抵抗に比例す 2 の =4μJ=4×106J 2+6 る。

(3)についてです。なんで値がhなんですか？最高地点までの距離とかが入ってないのは何故ですか？

[Aセ (1)地上ん[m]の高さのビルの屋上から、小物体を鉛直上向きに3g (m/s]の O0A 速さで打ち出したところ、 ビルに衝突することなく地面に達した。ただし、 gは重力加速度の大きさgと同じ値である。この小物体が達する最高点の 高さは、ビルの屋上から ( ① ) [m] である。小物体は、最高点に達し の てから後は自由落下運動と同じ運動をすることになるが、最高点に達して 3から2秒後から3秒後の間に落下する距離は、最高点から最初の1秒間に 落下する距離の ( ② ) 倍である。また、 この小物体を打ち出してから 地面に達するまでの時間をt [s] とすると、このt.g.hの間には( (3 ) ga の関係式が成り立つ。 TA 日ATA (0)の選択肢 (ア)g (ウ)9(エ) 3g 7 (オ) 9 29(カ) 29 (② )の選択肢 7 (イ) 2 9 2 (オ) 5(カ)- (ア) 3 (ウ)4 (エ)) 11 ( ③ ) の選択肢 1 ;gt? (イ)h=3gt-50t3 (ア)h=3gt+- (ウ)-h=3gt+ ? 1 (エ) -h=3gt- 2912

3番について、なんで-hなんですか？

[Aセ (1)地上ん[m]の高さのビルの屋上から、小物体を鉛直上向きに3g (m/s]の O0A 速さで打ち出したところ、 ビルに衝突することなく地面に達した。ただし、 gは重力加速度の大きさgと同じ値である。この小物体が達する最高点の 高さは、ビルの屋上から ( ① ) [m] である。小物体は、最高点に達し の てから後は自由落下運動と同じ運動をすることになるが、最高点に達して 3から2秒後から3秒後の間に落下する距離は、最高点から最初の1秒間に 落下する距離の ( ② ) 倍である。また、 この小物体を打ち出してから 地面に達するまでの時間をt [s] とすると、このt.g.hの間には( (3 ) ga の関係式が成り立つ。 TA 日ATA (0)の選択肢 (ア)g (ウ)9(エ) 3g 7 (オ) 9 29(カ) 29 (② )の選択肢 7 (イ) 2 9 2 (オ) 5(カ)- (ア) 3 (ウ)4 (エ)) 11 ( ③ ) の選択肢 1 ;gt? (イ)h=3gt-50t3 (ア)h=3gt+- (ウ)-h=3gt+ ? 1 (エ) -h=3gt- 2912

なぜ③になるのでしょうか？ 感覚的に②のような気がするのですが…

問2 図2のように、 波源P. Qを結ぶ線分の垂直二等分線上で波源P. Qの中点 に近い点Aと、点Aより波源P, Qの中点から遠い点Bについて考える。点 A. Bに波源P, Qから出た波が強め合って波の山ができて、垂直二等分線に 沿って波の山が移動するときの点 A. Bでの速さをそれぞれ ん。 s とする。 むん。sについての記述として最も適当なものを、下の0~Oのうちから一つ 選べ。 2 sB A P 図 2 0 10cm/sくーDsである。 @ 10cm/s<くびgである。 O 10cm/sくくんである。 O 10cm/s=くである。 O A==10cm/s である。 O く=10cm/s である。