熱力学で球形容器の受ける力積になぜcosθが付くのか分かりません！どなたか教えてください！ その問題は下の画像の(ⅰ)と(ⅰ)'です！

半径rの球形容器を考える。 この中に速さがμの粒子を1個入れよう。 10 m (i) 図のように1個の粒子 (質量m) が衝突したとき容器の受ける力積の大きさはいく らか。 (i)、この粒子が次に容器に衝突するまでに進む距離はいくらか。 (ii) この粒子は1秒間で何回容器に衝突するか。 (i) この粒子が1秒間で容器に与える力積の大きさはいくらか。 N個の粒子を入れよう。 (iv) 容器におよぼすN 個の粒子による平均の力Fはいくらか｡ (vを用いよ) (v) 容器におよぼすN個の粒子による圧力Pはいくらか。 (vi) 1/2mv²を,Tを用いて書け。

浮力に関する問題です。8の問題では物体自体の重さも加えて考えているのに対して、7は押し除けた分の液体の重さのみを考慮しているのはなぜですか...？？

(2) (3) 8 7. 液体中の圧力、浮力 ↓POA S 密度 + eshg F = Shieg V=S(hi-hi) PSL 浮力 & Port ↑ PoS(L-2 psLg ma = - おわり(m) mg m PSL 0=Pshg+Pos- Sheeg ※物体そのものの 動かを考えている 理由は?? g 断面積 x L-x P=Po+exg Ps seg (hiha) =lgv " A-eg Vi ※浮力に圧力が含まれているので、 考える必要ない 「浮きの質量」 浮力の大きさ x= L PSL e (20より上向きに加速) Date 23 「浮き」のうち水に浸かっている部分が押しのけた 水にはたらく動の大きさと同じだけ 上向きの浮力が生じる。 Po 質量 力のつり合いより 0-mg-pskg + PoS (L-x)g mg + psig L- Posg 5.13 Pos(L-x)g -- m ※圧力は浮力問題なので考慮なし. ①まず重力(地球からの) m Post 糸が切れた直後の加速度α(上向き正)として運動方程式より - eskg + PoS(レース)g mg. mg

なぜこの熱力学第一法則でこれはマイナスになるのでしょうか？圧縮もしてませんし、仕事もされてるとか、明記されてないです。

加していくが、ある体積 Vi〔m² 〕 を超えると減少していく。 V, を求めよ。 220 気体の変化 次の問いに答えよ。 (1) 体に加えられる熱量をQ 気体にする仕事を気体 の内部エネルギーの変化をAUとして,これらの間に成り 立関係式を答えよ。 また、この関係式が表す法則の名前 を答えよ。 次に, ピストンのついたシリンダーに閉じ込めた気体を加 熱する場合を考える。 気体の体積を一定にして加熱する場合 を(a),圧力を一定にして加熱する場合を(b) とする。 ピストンは固定 気体 熱する (a) ピストンは動く (2)(a)の場合,気体にする仕事 wa は正か0か負か。また, 加えられる熱量Qa, 内部エネルギーの変化4U の間に成◎◎ ◎熱する り立つ式を答えよ。 (b) (3) (b) の場合,気体にする仕事 wb は正か0か負か。 また, 仕事 wb, 加えられる熱量 Qb, 内部エネルギーの変化4U の間に成り立つ式を答えよ。 (4) (a)と(b)の場合で,同じだけ温度を上昇させる場合を考える。 気体の内部エネルギー を温度だけの関数とすると, AUと4U との大小関係はどうなるか。また, Qa と Q との大小関係はどうなるか。 さらに, (a)の場合の比熱 c と (b) の場合の比熱 co との大 小関係はどうなるか。 ただし, (a) と(b)の場合で気体の質量は等しいとする。 ント 218 (1) pV=nRT (1)2) ピストンにはたらく力のつり合いを利用する。 (3) -Vグラフの面積を利用する。 (5) 熱力学第1法則 219 センサー 55 (2) 直線の方程式を求める。 pV=nRT (3) 熱力学第1法則を用いる。 14 気体の状態変化

問5がどうやってやるのか分かりません。答えは①です

物理 B 図5(a) のように、水平でなめらかな床面上に台車を置く。 台車には薄くて硬い 質量mの小球がつり下げられて, 最下点で静止している。 小球を除いた板を含 む台車の質量をM, 重力加速度の大きさをgとする。 板が鉛直に固定されており,板の上端の点 0 から, 軽くて伸び縮みしない糸で 図5(b)のように, 糸がたるまないようにして, 板面からの水平距離がl, 最下 点を通る水平面からの高さがんの位置に小球を持ち上げ, 全体が静止した状態 で小球を静かにはなすと, 小球が動き出すと同時に台車も床面上を動き出した その後,小球は最下点で板面と垂直に衝突した。 板を含む台車を単に「台車」とよ ぶこととし、小球と板の衝突は弾性衝突であるものとする。小球の大きさは無視 でき､小球と板が衝突する直前・直後の小球と台車の速度は図5で水平右向きを 正とする。また、小球と台車は同一鉛直面内で運動をするものとし,台車が傾く ことはないものとする。 糸 板 小球 m 最下点 台車 (a) 床面 図5 hj MEN (b)

問2の答えで、どうしてsinθ/sin90°=1/3/2になるのか教えて欲しいです🙇‍♀️

重要例題 22 光の屈折と臨界角 5分 水面上に厚さ一定のガラスが置かれている。 水, ガラス, 空気の屈折率をそ 4 3 れぞれ 1 とする。 次の問いの答えを解答群の中から選べ。 3' 2 210034 OMSCHAVIE & M 問3では に当てはまるものを選べ 4 [解答群] ①1/ (2) 3 3 4 (3) = 3 2 2 (4) 0205 3 考え方 問1 水, ガラスの屈折率をそれぞれ n1, n2 とし, 水に対するガラスの屈折率を n12 とすると THE COO 19 N2 3/2 9 n 127 = JAN 4/3 8 問2 入射角が0のとき屈折角が90°になるから sin 1 よって sinθ= sin 90° 3/2 問1 水に対するガラスの屈折率はいくらか。 問2 ガラスから空気中に光が進むときの臨界角を0とすると, sin0の値はいくらになるか。 問3 水中からガラスに入射する光が空気中へ透過できるためには,入射角をiとして 0≤sini< になる。 Kb 2 3 9 68 空気 ガラス 水 解答 sin i N2 9 問3 屈折角をrとすると sinr N1 空気中へ透過するためには r < 0, すなわち sinr<sin0= 2 L2,0!! 3 9 よって sini=sinr<- 8 問3② 問2④ 問 1⑤ 3 4

（2）で合成容量を使うのはなぜですか？V1なら4.0μFじゃダメなのですか

200 第4編 電 375. コンデンサーの接続図で C は電気容量 4.0μFの コンデンサー C2 は同じく 8.0μFのコンデンサー, Sはスイッ E は電圧 3.0 × 10²V の直流電源である。 初め C1, C2 に電 荷はないとする。 (1) スイッチSをA側に倒し, C2 を充電する。 このとき, C2に 蓄えられる電気量Q2 〔C〕 を求めよ。 PAP =C1 B A S & PUR C₂0 744 (2)次に,スイッチSをBに切りかえた。 C1 の両端の電圧 V1〔V〕 を求めよ。 物 (3) 再びスイッチSをAに切りかえ, 充電した後Bに倒した。 C の電圧 V2 〔V〕 を求め 例題 75.381

（1）です。 浮力＝おしのけた水の量なので、 答えはρ0Vgだと思ったのですが、ρVgでした。 なぜですか？

発展例題8 浮力の反作用 図のように,質量Mの容器をはかりの上に置き,体積 Vo の 水を入れて,体積Vの木片を静かに水に浮かせた。 水の密度を Po, 木片の密度を ρ, 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 木片が受けている浮力の大きさを求めよ。 2\m8.ℓちも大 (2) 木片全体の体積Vに対する水面から出ている部分の体積 の比率を求めよ。 (3) 容器がはかりから受けている垂直抗力の大きさを求めよ。 Com 指針 木片は重力と浮力を受けて静止して おり,それらの力のつりあいの式を立てる。 また, 木片が受ける浮力の反作用として、水は木片から 力を受けている。 解説 0.0 (1) 木片が受ける力のつりあいか ら,浮力をfとすると,運動 f-eVg= 0 f=pVg (2) 木片の水中にある部分の体積をVwとする と浮力は, f = pVwg となる。 (1) から, PoVwg=pVg Vw=V Po 求める比率は, V-Vw V V-VA Po V Po-P Po 木片 水 (3) 水と容器を一体の ものとして考えると, その重力は (M+pVo)g, 浮力の 反作用はpVg で鉛直 下向きに受けている。 ◆発展問題 127 11 HVIS pVg N- (M+poVo)g-pVg=0 N = (M+pVo+eV)g (M+PV はかりから受ける垂直抗力をNとすると,こ らの力のつりあいから をする ■ 別解 (3) 木片, 水, 容器を一体のもの 130 して考えると、重力と垂直抗力Nのつりあい 大ら,N=(M+pVo+pV)g 車の 重無( 12 | 121 122 123

なぜ合成容量を使うのですか？（2）

200 第4編・電気と磁気 375. コンデンサーの接続図で C は電気容量 4.0μF の コンデンサー, C2は同じく 8.0μFのコンデンサー,Sはスイッ 子 3.0×102V の直流電源である。 初め C1, C2 に電 は電圧 376. コンデンサーの接続 コンデンサーC1, C2 と起電力 V,2Vの2つの電池、および2つのスイッ チ S, S2 を図のように接続した回路がある。 コンデ ンサー C, および C2 の電気容量はいずれもCであり, 初め、スイッチ St, S2は開いており、2つのコンデン サーには電荷が蓄えられていない。 (1) スイッチ S」を閉じて十分 を求め上 V. C1 荷はないとする。 (1) スイッチSをA側に倒し, C2 を充電する。 このとき, C2 に 蓄えられる電気量Q2 [C] を求めよ。 (2) 次に, スイッチSをBに切りかえた。 C1 の両端の電圧 V1 〔V〕 を求めよ。 (3) 再びスイッチSをAに切りかえ, 充電した後Bに倒した。 C の電圧 V2 〔V〕を求め 例題 75,381 S1 BA HH S HH :C2 E- C1 C 2 40E

なぜ電源のした死語とでQ1を使うのですか？Q2は使わないのですか？

す。 195-6 C[F] ob C2 [2C(F) (1) ｢電圧1周0ルール」⇒E=V1+V2 • [Q=CV] ⇒Q₁=CV₁ Q2=2CV2 3 ・「独立部分の電気量の総和は不変」 E ⇒0=-CV1+2CV2 -Q₁ 0=-V₁+2V/₂4 ① ④ より V1==E, V2= ...... 2 .....② =1/261=1/23 3 [C〔F〕 静電エネルギーの変化: U = - 3 電源のした仕事 静電エネルギーの変化 - CE2・・・ 箸 抵抗がない場合は 導線を通るときに ジュール熱が発生したと 考えるんじゃ 電源のした仕事 Q [C] を Eだけ持ち上げたので QE=CVE==CE2 2012/24 CE2 3 Vil: V21 +Q1 == 1/2 G₁V²= = 1/2 ( ²3² E) ²= 1² + CE ² U2= ・C2V 2 回路で発生したジュール熱をJとすると 2 2 CE²=CE²+ CE²+J₁ 9 ;C 独立部分 Q₁: +Q2: 2C 途中までの解法は 今までと一緒だね 18 CE2

(1)で電流がE→C1→R2→C2→Eの向きで流れるのは何故ですか？

94 15 直流回路 必解 115. <コンデンサーを含む直流回路> 抵抗 R1, R2, R3, コンデンサー C1.C2, スイッチ S1, S2 および 電池Eからなる回路がある。 R1, R2, R3 の抵抗値はそれぞれ2Ω, 4Ω 6Ωであり, C1, C2 の電気容量はともに4μF, E は起電力が 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) S1 を閉じた瞬間に R2 を流れる電流はいくらか。 (2) S1 を閉じて十分時間がたったとき R2 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, R1 で発生する熱量はいくらか｡ [東京電機大改] C1 S2 R3 S1 R₁ R₂ 必解 116. <電球とダイオードを含む直流回路〉 図1のように,電球, ダイオード, 抵抗値 20Ωの抵抗, および電圧 値を設定できる直流電源からなる回路を考える。 電球は図2のような 電流電圧特性をもつ。 ダイオードは図3で示すように,電圧 1.0V 未 満では電流 0A, 1.0V以上では電流 [A] = 0.20×(電圧 〔V〕 -1.0)の 電流電圧特性をもつ。 次の問いに答えよ。 (1) 電球の電流電圧特性に着目する。 電球の抵抗値は一定ではなく, 電圧や電流の値によっ 抵抗 20Ω 本 て異なる。 電球の抵抗値が26Ωになるときの, 電球に加わる電圧を有効数字2桁で求め よ。 S ダイオード 図1 電球 電源