この問題に関して質問です。 （ハ）の解説で2行目の式から3行目の式にどうすれば変換できまか？ 教えて頂けると助かります

3 重力波はアインシュタインの一般相対性理論により約100年前に予言された, 空間の伸び縮 みが横波として伝わる現象である。 2016年に重力波の初めての直接検出が報告され,現在では世 界的に観測が行われている｡ その基本的な原理はマイケルソン干渉計によるものである。 図のようなレーザー光源を用いた装置で, 光の干渉を利用して微小な距離変化を測定する。 装 置は、真空中にあるとする。 レーザー光源から出た光の進行方向をx軸の正方向に取る。 レーザー 光源は軸上の<0の位置にある。原点Oに軸に対して45°傾けて設置された厚さがじゅう ぶんに薄いビームスプリッターにより、レーザー光は半分透過し、残りが反射する。 透過した光 はそのままぁ軸上を進み, z=L+Xの位置にある鏡1で全反射する。 一方,原点で反射した 光は軸に垂直な方向に進行する。 この進行方向を軸の正方向に取る。 y軸上を進行した光は、 =L+Yにある鏡2で全反射する。 鏡1と鏡2で反射した光は再び原点0で半分に分けられ、 部がy軸上の負の位置にある点Dの光検出器に入射する。 これにより, AOBOD という経路の光 と, AOCOD という経路の光が干渉し、 検出器で観測される。 レーザー光の波長を入とする。 簡 単のため、 透過や反射による位相の変化はないものとする。 鏡の動きは光速と比較してじゅうぶ んに遅く、 入射する光と反射する光の波長は変化しないとする。 以下の問に答えよ。 (イ) 点Dで光が強め合う条件を,L,X,Y, 入および整数mより必要なものを用いて表せ。 (ロ) 鏡2をY = 0 の位置で固定したまま鏡1を X = 0 の位置から軸上を正の向きに距離 α だけ動かした。 鏡1を動かしている間に点Dで光の干渉を観測したところ、 弱め合いが N回 観測され、移動後は,ちょうど強め合っていた。 ① を L, N, 入より必要なものを用いて表せ。 重力波によって空間の伸び縮みが生じると, x,y 軸方向の光路が時間に依存して変化する。 そ こで鏡1と2が微小な単振動をするモデルを考え, X(t) = Acos (wt), Y (t)= Acos (wt+Φ) と表す。 ただし, A > 0, w ①,0≦2とする。 ここでは重力波のやってくる方向に よって決まる定数である。 (ハ) 光路差が時間によらず0となるとき, 重力波は検出できない。 このときの中の値を答えよ。 (-) 光路差の大きさをf(Φ) sinwt + t + 2/2) | の形に表すと、f(Φ) = K sin0 となる。 ただし, K はによらない正の定数である。 K と 0 を、 それぞれL, 入, A, Φより必要なものを用いて表せ。 (ホ) さまざまなの値に対するf(Φ) の最大値をL,入, A より必要なものを用いて表せ。 (へ) A = 1 x 10-21L, X = 1 × 10-6mのとき, 問 (ホ)の光路差の最大値をレーザー光の波長 入 の 4 x 10-10倍にするには, Lを何km にする必要があるか。 有効数字1桁で答えよ。 実際の重力波干渉計では、図のような装置にさらに鏡を追加してレーザー光を往復させ、 実効 的な光路長を長くする。そのため、実際の装置の大きさは,問(へ)のLの値より小さい。 201 w710-al 532 9 X 3275 6 IT レーザー光源 200 #31 37 エイ 37 L+Y [D 鏡 2 ビームスプリッター 鏡1 = Bª L+X 光検出器 Acasat sma -A sinut eard + Ato sulle Ksmo smot cov? + covul sm f v/ - In 4. JA 27-

写真の問題で、答えはあっていたのですが、自分の式がどういうふうに作ったのかわからなくなったので解説してほしいです。 アルキメデスの原理より、水中にある物体の重さと浮力が等しいという関係から式を作りました ρ₀Sx（質量）×gで、重力ってところは、自分で納得しているのですが、... 続きを読む

解いてみよう! その物体の重さと同じ大 【問】密度、高さがん、上下の断面積がSの物体を密度の液体に沈めようとし たところ、 下図のようにェだけ沈み静止した。 このときを求めよ。 ただし重力加 速度の大きさを、 大気圧をPとする。 ab Jura 大気圧P 断面積S 密度po h 重力加速度g

どうして⑵（b）で垂直抗力が0以上じゃないと行けないんですか？

-mv² mgr=- = 1/2 m² 2π ゆえに -=2π T= W 2 (1) 重力による位置エネルギーの基準を点Bの高 さとする。点Aと点B間での力学的エネルギー保 存則より よって N=m N=m(g+²) よってv=√2gr [m/s] 速さで等速円運動をする立場で考 えると, 半円筒の中心方向にはたら く力のつりあいより v² N-mg-m- -=0 r ①式を代入して -=T 20 [s] tot N=m (2²-9) よって 式を整理するとv=v²+4gr £₂t_v=√/002²-4gr (m/s) 速さで等速円運動をする立場で 考えると, 半円筒の中心方向には たらく力のつりあいより v² N+mg-m=0 Vo N=m(g+2gz)=m(g+2g)=3mg〔N〕 (2) (a) 重力による位置エネルギーの基準を点Aの高 さとする。 点Aと点C間での力学的エネルギー 保存則より 1 mv²=1/mv²+mgx2r IN P-5g=0 r よってv=√5gr [m/s] 2 ①式を代入して N=m(²-49r-g) = m (-5g) (N) mg mg (b) N≧0であれば, 小球は半円筒を離れずに点 C に達することができる。 したがって, N=0 とな るvの値が,点Cに達することができるような ひ の最小値である。したがって 2 N 13 単振動 (1) (a) x=0.30sin 4.0t と x = Asinwt の係数を比

(1)のマーカー部についてです。 ドップラー効果の式についてです。 音源が近づく場合はV -v0となると思ったんですけど、なぜこのような式になるのですか？

発展例題32 反射板とドップラー効果 物理 図のように、観測者Oと振動数fo [Hz] の音源Sは静止し ており,反射板Rが左向きに速さvo 〔m/s]で運動する。いず れも同一直線上にあり,音速をV[m/s] とする。 次の各問に 答えよ。 10 (1) 観測者Oが聞く反射音の振動数は何Hz か。 MOL 指針 (1) 反射板Rは, 音源Sから出さ れた音を観測者として受け,それを反射すると き, 音源としての役割を果たす。 それぞれドッ プラー効果の式を用いて計算する。 (2) 1波長分の波を1個と数えると,音源Sが 発した波の数と観測者Oが聞く波の数は等しい。 解説 (1) 反射板R が受ける音の振動数 V+vo ._._._._.___.___________________ (2) 音源Sが音を to [s] 間発したとき,観測者Oは反射音を何s間聞くか。 You 6 LATKER 70 t=f₂ fi(Hz)l£, f₁= -f[Hz]小さくしてみた 反射板Rは振動数f] [Hz] の音源とみなせ, 観 fzt=foto 0 WHASON U S foto V-Vo V + vo = 発展問題 389 -to 測者が聞く反射音の振動数 〔Hz] は, V V + vo f₂=- -f₁= V-Vo V-vo 日 fo(Hz) 888 (2) 観測者Oは1s間にた個の波を受け、求め る時間をとすると,その間に受ける波の数 foto は等しい。 だと,音源Sが発する波の数 Vo SX4 ( ( 東亜大改) R V-voto(s) V + vo

非線形微分方程式はいつ習うんですか？

物体が滑らない条件は、なぜ、静止摩擦力<=最大摩擦力になるのでしょうか？原理が理解できません。

(1) のとき, 148 重なった2物体の単振動図のように、ばね定 HOA のばねのつながった質量Mの平らなおがなめら な平面上にあり、台の上に質量mの物体が置 かれている。 ばねの他端は壁に固定され 水平に振動させることができる 平 ばねが自然の長さから だけ 伸びたところで台を静かにはなしたところ、物体は台の上ですべることなくたと一体 って振動した。 台と物体の間の静止摩擦係数をμ. 重力加速度の大きさにする。 この振動の周期を求めよ。 dにする われわれな mit 台 小物体 m M 20 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 AB 振動中にばねの伸びがとなった瞬間の、物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 44 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 最大 Mmg Dsums

(4)です。 なぜC2とC3が並列になると分かるのでしょうか。 一本道だと直列、分かれ道だと並列、と考えていたので直列に見えました。

電磁気 18 コンデンサー 起電力 Vo [V] で内部抵抗のな い電池, 電気容量C [F] 2C [F〕, 3C〔F〕 の3つのコンデンサー C1, C2, C3, および抵抗R1, R2とス イッチ S1,S2からなる回路があるた G パズ ド る。 はじめ、2つのスイッチは開 いていて、各コンデンサーには電 荷がない。 空気の比誘電率を1とする。 まず,S1だけを閉じる。 十分に時間がたったとき, (1) C1の電気量と電圧を求めよ。 0001 (2) C1とC2の静電エネルギーの和を求めよ。 30 (3) この間に R で発生したジュール熱を求めよ。 64 C₁ A S1 C2 HF R1 4¹ Vo = Dind 0m S2 C3 3C B R2 R²-3 AS INCHA さ 次に, S1 を開き, S2を閉じる。 十分に時間がたったとき, (4) 点AとBの電位を求めよ。 接地点Gの電位を0とする。 *ALDY 5A-S LIMBA (5) この間に抵抗 R2 で発生したジュール熱を求めよ。 Cras 0: 続いて, S2 を開き, C3 の極板間に,極板と同じ形で,極板間隔の半 分の厚さをもつ誘電体をさし込んだ。 すると,C の電圧は入れる前の 12/23倍となった。 TE (1 (6) 誘電体の比誘電率 er を求めよ。 4 SAL

この問題で解説だとレンツ・ファラデーの法則による誘導起電力の公式V=|-ΔΦ/Δt|で解いているのですが、 問題文から磁束密度がBで一定と書いてありかつ、導体棒が磁束を横切るのでローレンツ力による起電力V=vBlで解くのではないのですか？

物理 問4 長さ2ℓのまっすぐな細い棒 OPQ がある。 OP部分は長さlの不導体でで きており, PQ部分は長さlの導体でできている。図4のように、この棒 表の向き) の磁場(磁界)中に水平に置いて、 水平面内で点0 を中心として 印の向き(図4の反時計回り)に一定の角速度で回転させる。このとき, PQ間に生じる誘導起電力の大きさはいくらか。 また、点Pと点Qはどち OPQ を 磁束密度の大きさがBで一様な鉛直上向き(紙面に垂直で裏から W らが高電位か。 これらの組合せとして最も適当なものを,後の①~④のうち から一つ選べ。 4 O 誘導起電力の大きさ / Bl² w 1/ Bl ²00 32 2/Bl³ co 3 Blu 高電位 P Q P Q -G =220² MOL V url= 2 Blw² 1/tw. Al

反射板とドッピュラー効果で質問です。 （1）を考える時、音源から直接観測者に届くfをなぜ考えないのか教えてください🙇‍♀️

[] 発展例題32 反射板と 図のように,観測者Oと振動数fo [Hz] の音源Sは静止し ており, 反射板Rが左向きに速さvo 〔m/s]で運動する。 いず れも同一直線上にあり, 音速をV〔m/s] とする。 次の各問に 答えよ。 CHH (1) 観測者が聞く反射音の振動数は何Hz か (2) 音源Sが音を to [s] 開発したとき、観測者Oは反射音を何s間聞くか。 > KAULASS 指針 (1) 反射板Rは,音源Sから出さ れた音を観測者として受け, それを反射すると き, 音源としての役割を果たす。 それぞれドッ プラー効果の式を用いて計算する。 (2) 1波長分の波を1個と数えると, 音源Sが 発した波の数と観測者Oが聞く波の数は等しい。 解説 (1) 反射板Rが受ける音の振動数 V + vo f₁=- ・fo [Hz] V 反射板Rは振動数 [Hz] の音源とみなせ, 観 f [Hz] は, h= 〔Hz] foto f₂ 0 測者が聞く反射音の振動数 [Hz] は, ƒ₂ = __V____ƒ _ _V+vo V-vo V-Vo t== S = -f(Hz) k (2) 観測者Oは1s間に個の波を受け、求め る時間を t とすると,その間に受ける波の数 ft と,音源Sが発する波の数 foto は等しい。 fzt=foto ² Vo (東亜大改) V-Vo V-voto + vo V + vo R ~to [s〕間

物理、ばね、つり合い この問題の問5についてです。模範解答では、つり合いの式「mg+k(a+x)-N=0」から考えて導いていたのですが、私は物体A+B(2mg)とばね定数(k=mg/a)がつり合うことを考えて「F=kx」より「2mg=k・b」という式で答えを導きました。答え... 続きを読む

con 付け, ばねを鉛直に立てて, B を水平な床面上に置いたところ, ばねが自然の長 図5(a)のように, 軽いつるまきばねの両端に同じ質量mの物体A, B を取り さより だけ縮んだ状態でAが静止した。 B 図5(b)のように, A をつり合いの位置からさらにaだけ押し下げて静かには なすと,Bが床面に静止した状態でAは鉛直方向で単振動を行った。 重力加速度 の大きさをgとする。 kazmy 自然の長さ A m Bm 問3 次の文章の空欄 それぞれの直後の { 3 4 ばね 体Aの単振動の周期は つり合いの位置 床面 このばねのばね定数は 3 4 . my (hea) mg a 図5 mg ① 2a 3 }で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 ② (3 1 2π 4 に入れる式として最も適当なものを, ② 2 mg a 2mg a A 2g a 9 2a Ng m ③2. m (b) a である。 したがって 物 kimg a Taza Foz となる。 T = 2h ^. kw. 厚 鹿 ひこ 問4 Aが図5(a)のつり合いの位置を通過するときの速さを表す式として正しい 5mg 5 ものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 = Jag mad ① vga 2 0 √2a ga 3 my = my ² a mgenue 3 Mitwir acro ² F 問5 次にAを図5(a)のつり合いの位置から押し下げる距離を6にして静かに はなした。このとき,Aの運動中にBが床面から離れないためには,b はい くら以下でなければならないか。 最も適当なものを、次の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 b≦ 6 a zyw² n² ③ ga 2 4 √ga 2ning=nox(base) begy 『 22 5 √3ga zazlatyu 3 √3a 42a ⑤ 15 2 6⑥ 3a