明治大学理工学部2007の物理大門Cです イの答えが理解できません。解説していただきたいです。

図のように、ピストンをはめた2個の円筒容器が細い管でつながれ, 鉛直に立 てられている。左側の容器は, 断面積が S」 であり、ピストンの質量は M, であ る。右側の容器は, 断面積が S2であり,ピストンの質量は M2である。右側の 容器の底には弁が付けてあり,そこから容器内に水または気体を導入できる。左 側の容器の底近くにはヒーターが取り付けてあり,2個の容器内部全体を加熱で きる。この装置に使われている材料は, すべて, 無視できる熱容量を持ち, ま た,熱を通さない。重力の加速度の大きいをg,気体定数をR, 大気の圧力を poとして答えよ。 はじめに,2個の容器を水で満たした。すると,図(a)に示すように, 左右のピ ストンは,それぞれ底から高さ h」およびh,の位置で静止して, h」<haとなっ た。このとき, 左側のピストンが水から受ける圧力は ア である。そし て、M」とM:の間には, イという関係がある。 次に,水を容器内から排出して, 右側のピストンの上に質量Mのおもりを 乗せ,容器内をnモルの単原子分子理想気体で満たした (図 b))。すると,2つ のピストンは底から等しい高さhのところに静止した。このときの気体の温度 はTであった。2個の容器をつなぐ細管や弁につながる細管の体積を無視す ると,h= ウ である。また,右側のピストンに乗せたおもりの質量は M = エ である。ここで,ヒーターに電流を流して,気体をゆっくりと tn執1た その結里 気休の担確け 1Tだ1+レがれ のHの ラ

アルキメデスの王冠です この問題は物理基礎の応用的なものです。 私の答えは違うと思いますので…わかる方よろしくお願いします。式を書いていただくと有難いです。 また、料金は書かなくても結構です

虚物を見やいれ? 全の価段 2,40 n/9 4 693 10' 18/w" 坂 1.05 16 1412 *コa3 99 円/ (2/ one a.m) 今全で似った王冠 0.908 が 662万44円で売られている。 れと実、た人 W 水の中バおとして そ、iは, はかり)が仕込んであった とき 工冠 8448 であい:。 このとこ全に 坂がどのcらいすじ,ていて 0r その娠り量と、援したお金はいcらか?全飯をるじまと体徴は与れぞれつね 「をわかりはいてかるので F-evg 。 vo分かると良い。 0.84 0.84×9-(Vg 全の情性 々 * x /.93x16° = 0.90 4.663x13 m 2 - F-PV8 8- e(2,4)9 - 0.84×g 水)1,00 として 218.0.84

物理の運動の法則での質問です。 問45で互いに及ぼしあう力を考えるときに、物体Bに49Nの力がかからない理由がわかりません。

必解 必解 48 解 44 連結した物体の運動 右図のように, 質量2.0kgの物体Aと質 量3.0kgの物体Bを軽くて伸びないひもで連結し、 Aを60Nの力で 引き上げた。このとき, A, B両物体の加速度の大きさとひもの張力の 大きさはそれぞれいくらか。 60 N 壁い A 2.0 kg 物 大 よ センサー 19 B )3.0kg E C 45 接触した物体の運動 傾きの角30°のなめらかな斜面 上に質量5.0kgの物体Aと質量 2.0kgの物体Bを接触さ せて置き, Aの下方から斜面上向きに49Nの力で押し続け た。A, Bに生じる加速度の大きさと, 互いに及ぼし合う力 の大きさはそれぞれいくらか。 ヒントそれぞれの物体にはたらくカの斜面に平行な方向の成分を考える。センサー17, 18. 19 49N 30° アドバイス 運動方程式 ma=F を使う問題では,

物理の運動の法則、センサーという問題集での質問です。 問43(3)がこのように考えられないことの意味がわかりません。

42 運動の法則 なめらかな水平面上に静止している質量8.0kgの物体に, 水平方 向で互いに逆向きに5.0Nと3.0Nの力を2.0s間加え続けた。 (1) 物体に生じる加速度の大きさはいくらか。 (2) 2.0s後の物体の速さはいくらか。 46 張力と重カ 質量 小球が軽くて伸び縮みし 体が一定の大きさFの レベーターの加速度の よ。ただし,重力加速 5.0N N 030 ヒント (2) ひ=otat センサー 183 43 張力と重力 質量 0.50kgの物体を, 軽くて伸びないひもの一 端につけ,ひもの他端を持ってつり下げた。次のような運動をさせる とき,それぞれの場合のひもの張力の大きさを求めよ。 (1) 静止しているとき (2) 1.5m/s の等速度で下降しているとき (3) 上向きに1.2m/s°の加速度で上昇しているとき (4) 下向きに1.2m/s°の加速度で下降しているとき (5) 下向きに1.2m/s°の加速度で上昇しているとき (6) 下向きに9.8m/s°の加速度で下降しているとき 圏 47 滑車につるし できる定滑車に軽く 必 物体Aを,他端に 支える。静かに手を 力の大きさは,そミ さをg[m/s]とし ヒント A は下向き, I 0.50 kg 48 最大摩擦コ 壁に押しつけた 物体が落ちない 大きさをいくら よ。ただし,重 摩擦力は無視で センサー 182 44 連結した物体の運動 右図のように, 質量2.0kgの物体 Aと質 量3.0kgの物体Bを軽くて伸びないひもで連結し, Aを60Nの力で 引き上げた。このとき, A, B両物体の加速度の大きさとひもの張力の N 09 2.0 kg V

レンズ 凹レンズの公式(3枚目)のaはレンズの前方ならマイナス、後方ならプラスと教科書や参考書にあったので、問5を-1/10+1/b=-1/15で計算してしまいました。。b=30になって、x=0となってしまいました🥺 2枚目の参考の2行目で光源がレンズの前方でも後方でも... 続きを読む

2V -v 図2のように,x 軸上のx= B - 10 cm の位置に矢印状の物体を, 位置に焦点距離 2 = 0cm の 8 cm の凸レンズを, x = 30 cmの位置に焦点距離 15 cmの凹レ ンズを設置する。ただし, x 軸はレンズの中心を通り, 物体もレンズもの軸と 垂直に設置する。 (0 - 10 0 -x [cm] 30 図2 と 問3 凹レンズを取り除いて, 凸レンズのみがあるとき, 像ができる位置座標x として正しいものを,次の①~8から一つ選べ。 13 cm 05 2) 10. 3 15 (4 20 30 ⑥ 40 (7 50 60 40 問4 凹レンズを元の位置に戻している状態で, できる像の種類として正しいもの を,次のの~のから一つ選べ。 14 0 正立実像 倒立実像 正立虚像 ④ 倒立虚像 (3 問5 このとき, 像ができる位置座標:として正しいものを, 次の①~&から一 つ選べ。 15 cm 2) 12 3 24 の 36 (5 48 60 の 72 84 ミ0 30 強』明 日日 19 ーh さく ー19

高校物理　物体が傾く条件の問題です。 （7）の解法を教えていただきたいです。

*15.(物体が傾く条件) 一辺がa[m) で質量が m [kg〕 の一様な立方体形の物体が水平面上 に置かれている。物体と水平面の間の静止摩擦係数をμとし, 重力加 速度の大きさをg[m/s°] とする。 図1,図2,図3は物体の重心を通 る鉛直断面を表している。 図1のように物体の右下の角Aに水平方向右向きの力を加え,その カの大きさを徐々に大きくすると物体がすべり始めた。 (1) 物体がすべり始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 次に,図2のように物体の右上の角Bに水平方向右向きの力を加え,その力を徐々に大き くしたところ,物体はすべることなく傾き始めた。 (2) 重力による角Aまわりの力のモーメントの大きさを求めよ。 (3) 物体が傾き始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 (4) 物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の,静止摩擦係 数μの条件を求めよ。 今度は,図3のように物体の左上の角Cに水平方向からの角度 mg a- 図1 a B-カ の 図2 O[rad] (0s0s- ハ)の向きにカを加えた。その力を徐々に大きくした ところ,加えた力の大きさがF[N)のときに, 物体はすべることなく 傾き始めた。 (5) 物体が傾き始めたときに,物体が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを求めよ。 (6) 物体が傾き始めたときの力の大きさFを求めよ。 (7) 0を変えると, 物体が傾き始める力の大きさFを最小にすること ができる。その角度 6m [rad] を求めよ。 今 (8) Omの方向に力を加えるとき,物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の, 静止 摩擦係数μの条件を求めよ。 ドカ 図3 25in0r050= Sin2 (14 金沢大) (1 pmg ( - amg ()--ot =0, m T。 (41*ミ4 0.5ミA guist-bw -N 14) (6) Aのまわりのカのモーメトは amg-facos(年-0)20 0)- cos co>0t ここ co4- 号(oe ) ニ FrAn、長(she489) = FV こ0 aw4 fCstmot cos0) 20 2(5mg4co8)

高校物理　物体が傾く条件の問題です。 （7）の解法を教えていただきたいです。

*15.(物体が傾く条件) 一辺がa[m) で質量が m [kg〕 の一様な立方体形の物体が水平面上 に置かれている。物体と水平面の間の静止摩擦係数をμとし, 重力加 速度の大きさをg[m/s°] とする。 図1,図2,図3は物体の重心を通 る鉛直断面を表している。 図1のように物体の右下の角Aに水平方向右向きの力を加え,その カの大きさを徐々に大きくすると物体がすべり始めた。 (1) 物体がすべり始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 次に,図2のように物体の右上の角Bに水平方向右向きの力を加え,その力を徐々に大き くしたところ,物体はすべることなく傾き始めた。 (2) 重力による角Aまわりの力のモーメントの大きさを求めよ。 (3) 物体が傾き始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 (4) 物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の,静止摩擦係 数μの条件を求めよ。 今度は,図3のように物体の左上の角Cに水平方向からの角度 mg a- 図1 a B-カ の 図2 O[rad] (0s0s- ハ)の向きにカを加えた。その力を徐々に大きくした ところ,加えた力の大きさがF[N)のときに, 物体はすべることなく 傾き始めた。 (5) 物体が傾き始めたときに,物体が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを求めよ。 (6) 物体が傾き始めたときの力の大きさFを求めよ。 (7) 0を変えると, 物体が傾き始める力の大きさFを最小にすること ができる。その角度 6m [rad] を求めよ。 今 (8) Omの方向に力を加えるとき,物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の, 静止 摩擦係数μの条件を求めよ。 ドカ 図3 25in0r050= Sin2 (14 金沢大) (1 pmg ( - amg ()--ot =0, m T。 (41*ミ4 0.5ミA guist-bw -N 14) (6) Aのまわりのカのモーメトは amg-facos(年-0)20 0)- cos co>0t ここ co4- 号(oe ) ニ FrAn、長(she489) = FV こ0 aw4 fCstmot cos0) 20 2(5mg4co8)

磁場 問4の運動は2枚目のようにらせん運動をしますか、、、？？

問4 次に,運動する荷電粒子が磁場から受ける力について考える。 図3のよう に,磁束密度の大きさBの一様な磁場を×軸の正の向きにかけ, x軸上の ある点Pから速さいで, x軸と角度0(0°<0<90°)をなす向きに正電荷をも につ荷電粒子を射出した。飛び出した荷電粒子はx軸の方向から見て等速円運 動を一周期分だけ行い, *軸上の点Qを通った。このときの PQ間の距離S LTLFIでド子で"うこく。 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。 ただし, 荷電粒子の質量をm, 電荷を q(q>0)~とし、重力による影響は無視できるも 直方向の運酬 のとする。2今回(み Bugがかかる極が に平運の平とちがう。 S= 13 B B8 m 27TM 72ルト AP x Q 28 水平方向の運動 or0 ×T-8-%co88 図 2TM PB 2元mVeega 48 2Tmvsin@ 0 2てmv 9Bsine 9B 2元mvcos0 qB 2元mu の qBcos0 2Tmusin@cos0 9B 2元mv O をますと 9Bsinécosé 次の0 2 BE4 mu8im0 m m ート Y I. I n? 2 - 14 - る

物理第一学習社電磁気章末問題 1〜3を教えてください！お願いします！

1盛場中の電流が受ける力●磁東密度2.0Tの鉛直上 向きの一様な磁場の中で,図のように,水平となす 張る。質量0.50kgの金属棒 PQを導線に垂直に渡 3ホール効果 金属などの中を流れる電流に対して、垂直に磁場をかけると、電流と磁 の両方に垂直な方向に起電力が生じる。この現象を,ホール効果という。 た,ホール効果によって生じる電圧を,ホール電圧という。 ホール効果の説明 電流I(A)が流れている金属板に,電流の向きと垂直に破事を。 B(T]の磁場をかける。このとき, 金属板の内部を運動している電荷 -e[C), 速さ。 [m/s)の自由電子は,ローレンツカ evB(N]を受け、運動の向きが曲げられて面p。 集まる(図因a))。このことから,面Pは負, 面Qは正に帯電し、金属板の内部には Qから面Pの向きに電場が生じる。この強さをE(V/m] とすると、電子は,ローレン ツカ euB(N]と,PからQの向きに電場による力 eE[N)を受ける。これらの力がつn あうまで,電子は面Pの側へ移動し続け,PQ間の電場が大きくなっていく。やが つりあいの状態になったとき、電子は,金属板の中を直進するようになる(図b) このとき, eE=evB であり,電場の強さ E[V/m]は,次式で表される。 本」 Hal votage が 30°となるように,2本の導線を49cm間隔に 特cn 一定の電流を流すと,金属棒 PQは静止した。 述の向きと大きさを求めよ。ただし,金属様 PO と導線の間には,摩擦がないものとする。 2.0T 30) 電源装置 西線電流とコイル 真空中で,十分に長い直線状の 電線に,上向きに電流1が流れており、導線と同一 平面内の,一辺の長さaの正方形コイル ABCD に ;時計まわりの向きに電流iが流れている。コイ ルの辺 AD は導線と平行で,導線からxだけはなれ ている。真空の透磁率を として,正方形コイル が受ける力の合力の向きと大きさを求めよ。 E=vB (75) ここで,金属板の厚さをh[m), 幅をdlm), 金属中の単位体積あたりの電子の数を n(個/m)とすると,式(31)から,1=env·hd となり,電子の速さ [m/s)は、 enhd と表される。したがって,ホール電圧 VIV]は, 式(8)を用いて,次のよう に求められる。 リー a- C 式(8) 『=Ed 式(31) 1=enuS Op.253 V=Ed=vBdー IB …(76) Op.224 ビントコイル ABCD が、自身におよばす力の合力は0である。 enh 「標準 半導体には,ホール効果が顕著におこる ものがあり,磁束密度を測定するための磁 気センサーなどに利用されている。 注意 キャリアが正常両の場合 帯電の仕方が負電荷の場合と逆に なり、面Pは正,面は負に帯電 3ローレンツカ●図かように,*軸に平行な磁東密度Bの一 様な磁場の中で、質量m, 電荷 q(>0)の粒子が、x軸との なす角が6となろように, 原点0から xz 面内に速さゅで 発射された。粒子を軸の正の向きから見ると、等速円運 する。 動をしている。次の各問に答えよ。 (1)円運動の半径と展期をそれぞれ求めよ。 (2) 発射されてから粒子が最初にx軸を通過するまでに、 粒子がx軸方向に進んだ距離を求めよ。 B ホール電田 金属板 V 面Q 電場から受け る力eE 面P folh 電場E ヒント粒子の運動を,磁場に垂直な面内と、磁場の方向に分けて考える。 面Q 面P 面Q 面P |基本 BO BO 4ホール効果●図のような直方体の形をした半導体に、 磁場 上向きに一様な磁場をかけて、 右向きに電流を流し ロー 電流 22 ま .40A, 12V 問23 5V, 1.0×10 ES 2d 節末問題 Rry (2) R+r。 R+r。 経習1(p.247)(1 (3) 図a 2(1) 2.0mA(2) 7.0V (3) 3.0mA B(1) 3.0mA,6.0V, 1.2×10-C (2) 1.0mA, 4.0V, 8.0×10*C (1) V+100/=5.0(2) 略(3) 20mA 第3節●電流と磁場 (p.278~299) 間44 2.5×10°N/Wb 問45 1.6A/m, 紙面に垂直に裏から表の向き 即6 時計まわりに1.6A S 立置 2d (G+2)eS 5ES 12d 虚像,正立 3d 翌24 0.10J 問25 1.2×10-J 防末問題 I AからBに向かって(2+/2)dの点 2 日(1) 7.2×10'N/C, Oからdの向き(2) 0V 2AQ 問47 15A/m 問48 東向きに6.3×10-N 問49 PからQの向き、0.38T 問50 右向き,4.0×10-4N 問51 (1)鉛直上向き、1.2×10-T (2) BからAの向き、3.6×10“N 問52 1.6×10-17N 5a 日 (1)点0… 点C…20 は下方から見 2k0g (2) 25ma なる部分は下 5 C-5.0×10- C, Cy…2.0×10-C C…3.0×10-C B A…6.0×10-4C, C…-2.0×10C 2元mcos 0 qB 電子の場合N, 正電荷の場合…M 第4節●電磁誘導と交流 (p.300~339) 間54 4.0×10-3Wb 問55 0.36A. PからQの向き 問56 00.10V, a→d→c→b→aの向き の0.10V, a→b→c→d→aの向き 問57 (1) 5.0×10-V (2)Q 練習1(p.306) 10"個 問53 紙面に避直に裏から表の向き, 日 (1)倍(2)-G PAd 2.S 第2節●電流(p.252~277) 問26 0.25A 問27 1.3×10*m/s 節末問題 QからPの向き、2.9A 日(1 Q 2S ia 2 左向き、 2エx(x+a) 45 78 ,周期2xm qB PN/C B(1) 半径 sin6 解答一覧 427 (2) P(3) Q(4) Q (5) Q(6) Q 間58 両者は等しい 問59 時計まわり 問60 30V 間61 0.25J 問62 0.60V, P 問63 0.20V 問64 141 V, 実効値…5.0A, 最大値…7.1A 問65 3.1×10°0, 3.2×10-A 76 4/m 8u Alm 問6 -sm 50t-)または一2co -cos50元 OW 問67 1.0×10°Q, 1.2A

(7)についてです 解説には光電効果の式よりと書いてありますが、光電効果の逆過程では、仕事関数によって仕事されているように見えるのですが 飛び出す光は電子が持っていたエネルギーに加えて、仕事関数分だけエネルギーを受け取ることになりますか？ 個人的には電子が飛び出す光電効果と... 続きを読む

146.〈ブラッグ反射と金属からの光の発生> 図1は,真空中で金属単結晶試料に 10~100 eV 程度のエネルギーをもつ電子線を照射して, 試料 から反射される電子または放射される光を測定す る実験装置である。 装置には, 試料に対して一定 のエネルギーをもった電子線を照射する電子銃, 反射された電子を検出する電子検出器, および放 射された光の強さと波長を測定する分光器が取り 金属単結晶 電子 電子銃 図1 電子 検出器 分光器