重要問題集85の(3)(4)です。 (3)書いてある言葉の意味は分かります。なぜ1がsinθとルートの間に入ったのかがわからないです。 (4)1行目までしか言ってる意味がわからないです。 受験に物理を使わないので基礎知識がだいぶ欠落しています(>_<) 頑張って理解する... 続きを読む

必解 85. 〈光の屈折〉 図は屈折率の異なる2種類の透 明な媒質1 (屈折率 n) と媒質 2 (屈折率n2) からなる円柱状の二 重構造をした光ファイバーの概念 図であり,中心軸を含む断面内を 光線が進むようすを示している。 中心軸に垂直な左側の端面から入射した光線が、 媒質の境界で全反射をくり返しながら反対 側の端面まで到達する条件を調べてみよう。 空気の屈折率は1としてよく, 媒質中での光損 失はないものとする。 また媒質2の内径および外径は一定であり, 光ファイバーはまっすぐ に置かれているとしてよい。 中心軸 L 媒質2 媒質 1 媒質 2 B (1) 左側の端面への光線の入射角を0とするとき COSα を0と」 を用いて表せ。 (2) 光線が光ファイバー内で全反射をくり返して反対側の端面に到達するための sin0 に対 する条件を 1 2 を用いて表せ。 ただし,0°<0<90°とする。 (3)0° <890°のすべての入射角0に対して境界 AB で全反射を起こさせるための条件を nとn2 を用いて表せ。 (4) 光ファイバーの全長をL, 真空中での光の速さをcとするとき (2)の条件を満 左側の端面から反対側の端面に到達す7 土地 ミ

この問題の(3)の小球が正の無限遠に到達しないxの条件が分からないのでどうやって考えるのか教えて下さい。

364.電位図のように、xy平面上の点(a,0)(a>0), (a,0)にそれぞれ電気量Q>0) と4Qの点電荷が固定さ れている。 クーロンの法則の比例定数をk, 無限遠の電位を0 とし、重力や空気抵抗は無視できるものとする。 -4Q - a 0 a x X電気量C の小球を,x軸上の負の無限遠から点(-34,0)まで動かす間に静電気 力がする仕事を求めよ。 正の電気量をもつ小球を, 点 (α, 0) からx軸の正の向きにわずかな距離だけ離れた x軸上の点に静かに置いたところ、小球はx軸の正の向きに動き始めた。小球の速 さが最も大きくなる点のx座標を求めよ。 X₂ 正の電気量をもつ小球を,点(x,0)(x>α) に静かに置いた後,小球がx軸の正の向 きの無限遠に到達しないためのxの条件を求めよ。 [16 早稲田大改) 359

なぜ重力による位置エネルギーが仕事に等しいのですか？

考 223 熱と仕事 0℃の粒状の鉛1.0×108g をびっしりつめた袋 がある。この袋を床から高さ1.0mの位置からくり返し 50 回落下さ せた後,温度を測定したら3.0℃になっていた。重力加速度の大きさ を 9.8m/s2, 鉛の比熱を0.13J/(K) とし, 鉛入り袋は床ではねかえ らないものとする。 (1) 落下の際、鉛入り袋に対して重力がした全仕事 W〔J〕 を求めよ。 (2) 鉛粒の温度上昇に使われた熱量 Q [J] を求めよ。 ただし, 袋と空 気の熱容量は無視できるものとする。 (3) (1) の W , (2)のQとの差は主にどんな形で使われたか, 簡単に説明せよ。 12 例題 42

(1)で、解答はmgsin30°って書いてあるのですが、移動距離を含めず計算していいんですか？

図のような, 水平となす角が30°のなめらかな斜面 AC がある。 質量 40kgの物体を斜面上でゆっくり す AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.810m、 m/s2 として,次の各問に答えよ。 日 (1) 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) 力Fがした仕事は何Jか。 -10** (3) 物体にはたらく重力がした仕事は何Jか｡ 指針 (1) 「ゆっくりと引き上げた」とは, 力がつりあったままの状態で, 物体を引き上げ たことを意味する。 斜面に平行な方向の力のつ りあいの式を立て,Fの大きさを求める。とす (2) (3) W=Fxcose」 を用い 解説 (1) 物体にはたらく力は, 図のよ うになる。 斜面に平行な方向の力のつりあいか ら、 E F=mgsin30° =40×9.8× 1 2 =1.96×102N √3 mgsin30° 2.0×10°NEの速 130° 19.8mgとす N hi mg 2mgcos30° 30° A 130° 至向題 129 FRESCA (O W'=(40×9.8) ×10×cos120° |=-1.96×10°J tum (2) 物体は、力Fの向きに10m移動しているの で、 仕事 W W=(1.96×102) ×10=1.96×10°J 2.0×10°J (3) 重力と物体が移動する向きとのなす角は 120° である。 重力がする仕事 W' は, =-1.96×10J B -2.0×10°J 別解 (3) 重力は保存力であり, その仕 事は,重力による位置エネルギーの差から求め られる。 点Aを高さの基準とすると, 点Cの高 さは 10sin30°=5.0mであり, 仕事 W' は, W'=0-mgh=0-40×9.8×5.0 C -2.0×10° 運動とエネルギー

(4)が分かりません💦 2枚目が解説です。 kΔTcaと置くところから全く分からず...どなたか解説お願いします🙇‍♀️

例題 21 気体の変化 114 115 118 120 121 126 下図のように, 物質量が一定の理想気体をA→B→C→A と状態変化させた。 B→C は等温変化であり, A での絶対温度は300Kであった。 (1) B での絶対温度 TB 〔K〕 と C での体積Vc[m²] を求め p[Pa〕↑ よ。 (2) A→Bの過程で,気体が吸収した熱量は AT I QAB=9.0×10°〔J〕であった。 気体が外部にした仕事 WAB〔J〕はいくらか。 また,気体の内部エネルギーの0.30 変化 AUAB〔J〕はいくらか。 (3) B→Cの過程で,気体が外部にした仕事は WBc=9.9×10°[J] であった。 気体の 内部エネルギーの変化4UBc 〔J〕 はいくらか。 また, 気体が吸収した熱量QBc〔J〕 はいくらか。 3.0×105 1.0×105 C Vc V[m³] (4) C→Aの過程で,気体が外部にした仕事 WcA〔J〕 はいくらか。 また, 気体の内 部エネルギーの変化 4UcA 〔J〕, および気体が放出した熱量 QcA [J] はいくらか。

写真の(2)の赤文字にどうやってなるのかわかりません。 教えてください！

問題 145 148 小球の力学的エネルギーは保存される。 小球は,点Bから飛び出したあ と放物運動をする。 放物運動をしている間,重力によって鉛直方向の速 度成分は変化するが, 水平方向には力を受けないので, 水平方向の速度 成分は常に一定であり, 最高点に達しても小球の速度は0にならない。 解説 (1) 点Bでの速さを”として,点Aと点Bとで,力学的エネル ギー保存の法則の式を立てる。 地面を位置エネルギーの基準とすると, mgh₁ = 1/2mv -mv²+mgh₂ v=√2g (h₁-h₂) #430- ATO (2) 点Bから飛び出した直後の速度の水平成分は (図), v cos 45°=√g (h₁-h₂) 1 最高点Cでは、鉛直方向の速度成分は0 となるが, 水平方向の速度成分は式 ① と同じである。 したがっ て, 最高点Cでの運動エネルギーは, m (vcos 45°) ² = m(√g (h₁h₂))² = -1/2 mg (h₁h₂) (3) 最高点Cの地面からの高さをんとする。 点Aと最高点Cと 学的エネルギー保存の法則の式を立てる。 地面を位置エネルギーの基 準とすると, =1/12mg(hi-ha) +mgh h= mgh₁ (h₁ 45. 滑車と力学的エネルギー hi 2 mo TV-YOLD 白点Bから ら飛び出したと きの運動は,斜方投射に 相当する。 h₁+h₂pts 点Aでの運動エネルギ ーは0である。 vsin 45° TO B 145° v cos 45° M h₂ Caucos45 mos. TOS.0x8.0) 地面 | (2) 直角三角形 別解 この辺の長さの比からも、 点Bでの速度の水平成分 (vx) を求められる。 √2 h 45° Ora 200 AT 0:0x=√2:1 vx=v/√√2 =√√gh₁ h₁)

(2)のDでの位相の変化がπになるのは何故ですか？ 屈折率がより大きい媒質との境界面で反射する時に位相がπズレるのでは無いのでしょうか。

412. 薄膜の干渉 空気中を進んできた単色光が, 油膜 の表面, および裏面で反射する。 油膜への入射角を Q1, 屈折角を 62, 光の波長を入, 油膜の厚さをd, 油の屈折 率をnとする。 nは水の屈折率よりも大きいとして 次 の各問に答えよ。 空気 油 n 0₁ A 日 2 A' B ©2020Viacom I 02.02 CA (1) 油膜中での光の波長はいくらか。 水 (2) 点C, および点Dで反射する光の位相の変化は, そ れぞれいくらか。 (3) 光の屈折によって、波面 AA'は油膜中で波面 BD になる。 油膜の裏面で反射する d 0₂ 光が余分に通る経路 BC+CD を求めよ。 (4) 膜の表面、および裏面で反射した光は、点Dで出あって干渉する。m=0,1,2,…. として,反射光が強めあう条件式を示せ。 例題54

この問題で力学的エネルギー保存の法則の式を立てているんですけど、一番と2番で式がちょっと違う気がするんですけどなんでですか？　

142. 振り子のエネルギー 長さ 0.40m の糸の先におもりを つけ, 点0 からつるして振り子をつくった。糸がたるまない ように,鉛直方向とのなす角が60° となる位置まで引き上げ、 おもりを静かにはなす。 点0の真下で0から0.20mの位置 に釘がある。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 0.40 m (S) 60° 0.20 m SOTONT 釘 60° (1) おもりが最下点に達したときの速さはいくらか。 (2) 最下点を過ぎると糸が釘に引っかかり, 釘を支点として振り子が振れる。鉛直方 向と糸とのなす角が60° となるとき, おもりの速さはいくらか。 (3) おもりが最高点に達したとき, 糸と鉛直方向とのなす角はいくらか。 例題18 (S) エネルギー

物理です。3枚目の線を引いた部分の意味が分かりません。なぜ2回目のAとCの接触前のAの温度が90℃になるんですか？

219. 熱量の保存温度がすべて異なる3個の物体 A, B, C がある。 まず, 物体A とCとを接触させたら,物体Aの温度は4度下がり, 物体Cの温度は16度上昇した。 次 に,物体CをAから離して, 物体BとCとを接触させたら, 物体Bの温度は2度上昇し, 物体Cの温度は10度下がって80℃になった。 接触した物体の間でのみ熱のやりとり が行われ,接触後の両物体の温度は等しくなるとする。 LEL.0 (1)さらに物体CをBから離して,物体AとCとを接触させたら,物体Cの温度t は何 ℃になるか。 (2)このように,物体Cを交互にAとBとに接触させていくと, 物体Cの温度はしだいに ある一定の値に近づいた。 は何℃か。 205,206,207 200

55の(1)についてです。 回答の四角で囲んだ部分が何故そうなるのか分かりません。T1/2というのが2つある理由も分かりませんし、そもそもなぜ急にT1/2が出てきてそのような式になったのかもわかりません。

55.3 力のつりあい 「解答」 (1) 1:9.8N, *2 :9.8N (2) 1:14N, *2 :9.8N 指針> 物体は重力と、糸1,2からそれぞれ張力を 受けて静止しており、それらの力はつりあっている。 これらの力を水平方向と鉛直方向に分解し,各方向で 力のつりあいの式を立てる。 解説 (1) 物体が受ける重 力は, 公式 「W=mg」 から, W=1.0×9.8=9.8N である。 糸 1,2の張力の大 きさをそれぞれ T1,T2 とす S 9.8N ると, 物体が受ける力の水平 方向と鉛直方向の成分は図のようになる。 直角三角 2Tx=√3T1 √3. Tx= ・T1 2 T: Ty=2:1 √3 形の辺の長さの比を利用して,それぞれの分力の大 きさを求めると, T1: Tix=2:√3 1x Ti ① Tx=T2x T₁=T₂ この関係と式 ② から, TIN 2T1y=T1 30° Tix √3 Tix T₂ Tiy Tzy 60°60° Tiy Tzy 60°60° T2x= =1312Tzv=1/12/12 -T₂ それぞれの方向の力のつりあいの式を立てると, 水平: T-T2x=0 ...O 鉛直: Ti+T2²-9.8=0 ...2 式①から, T2x 130° ? CAS T1 T₁ + -9.8=0 T=9.8N 2 2 したがって, Tì=T2=9.8N T2 T₂ ③ T2x Tw=1/12/110 Tiy= i① 5375