（2）の問題です。v=v0-gt の式を使うのは分かるのですが、どうしてv0が10になるのですか？ 初速度は0ではないのですか？ よろしくお願いします。

第Ⅰ編 運動とエネルギー 例題 12 斜方投射 地上から水平より30°上向きに, 初速度20m/sで小球を投げ上げた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 (1) 初速度の水平成分 Vox, 鉛直成分 voy を求めよ。 M AMB (2) 最高点に達するまでの時間 t [s] と, 最高点の高さん [m] を求めよ。 (3) 再び地上にもどるまでの時間t2 [S] と, 水平到達距離 x [m] を求めよ。 20: Voy=2:1 I UFAE よって Voy=20× -=10m/s 104T 解法2 Vox = 20 cos 30° Voy=20sin30°からも導ける。 , (2) 鉛直投げ上げの式 「v=vo - gt」 をy成分について立 てると, 最高点ではvy=0 より 100 2×9.8 指針 投げた点から水平 (x) 方向に等速直線運動, 鉛直上 (y) 向きに加速度-gの等加速度運動をする。最高点 71 (0 点)を境に上りと下りが対称になることに注目する。 解答(1)解法 1 直角三角形の辺の長さの比より 20:vox=2:√3 ↓-g √3 よって Vox=20x. =10√3=10×1.73=17.3≒17m/s 2 1 0=10-9.8t1 「v2-vo²=-2gy」 より 02-102=-2×9.8×h =5.10...≒5.1m h== t=1.02...≒1.0s 2 ➡26 POINT 解説動画 10m/s 20m/s 30° 1 3 17 m/s 0 OXXO Mat 200 最高点 (vy=0) aug 斜方投射 水平方向 : 等速直線運動 鉛直方向 : 鉛直投射 (3) 対称性より t2=2k=2.04≒20(2) x 方向には等速直線運動をするから 「x=vt」 より 29 x=17.3×2.04=35.2...≒35m a

質問失礼します。画像の問題についてなのですが、マーカーで引いた部分、なぜイコールになるのか分かりません。 至急なのでよろしくお願いします💦

基本例題28 円錐振り子 図のように,長さlの糸の一端を固定し,他端に質量m のおもりをつけて、 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を0,重力加速度の大きさをgとして, 次の各問に答えよ。 (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 地上で静止した観測者には,おもり 指針 は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として,水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1) では,鉛直方向の力のつりあいの式 (2) では、円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。 なお, 円運動の半径はZsine である。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scos0=mg mg coso 0 S 0 Scost SsinO [mg S= (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0 = mgtan0 が向 心力となる。 運動方程式 mrw²=Fから, D 8 円運動 基本問題 203, 204,205 100 740 m (lsind) w²=mgtand @= FRAM 1 cose g 2π (周期T は, T= = 2π₁ W 1⑥ 9 UUS l cos0 m 別解 > (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって みえる。 力のつりあ いの式を立てると, (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (1 sine) w²-mg tan0=0 Q Point 向心力は,重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく, 円運動を生じさせる 原因となる力の総称で、 常に円の中心を向く。 m (Isin)w² S 10. Ssin0=mgtan O Img 基本問題 206

①②の式をたてる所までは出来たのですが、その後なぜ①②を辺々割ると自然の長さが出るのか分かりません。

29. . Point ! 2つのおもりについて,それぞれ重力 と弾性力がつりあう。 弾性力はフックの法則 合 「F=kx」 を用いるが, x はばねの全長ではな く, 伸び (全長-自然の長さ) であることに注意 する｡ WASS 力 FA WA がはたらき,これらがつりま 答おもりをつるしたとき, Aには弾 あうので k(0.38—1) _ 2.0×9.8 = k(0.45-1) 3.0×9.8 3.0×(0.38-1)=2.0×(0.45-1) FA-WA=0XMOCE よって FA=WA 40+300円のを JASSE これにフックの法則｢F=kx」, 重力 「W=mg」 を代入して ん (0.38-1)=2.0×9.8・・・・① 同様にして, おもりBをつるしたときについて AS-k(0.45-1)=3.0×9.85R14 ①, ②式を辺々わると 1.14-0.90=3.01-2.0l よってZ=0.24m の値を ① 式に代入すると ん (0.38-0.24) = 2.0×9.8 弾性力 F 補足1 ばねの伸びは も 重力 W 自 全長 (0.38m) -自然の長さ (1] [m]) なので (0.38-7) [m] となる。 B についても同様。 k=19.6÷0.14=140=1.4×100=1.4×10²N/m25 ②

物理基礎です。 ばねからの弾性力とはなんですか？？ 解答の右側のビーカーではなぜガラス球が点線なのですか？ あと(2)もよく分かりません。 質問多くてすみません😣💦⤵️ 回答よろしくお願いします☀️

810 37 P 50.浮力 ビーカーに水を入れ, 台はかりでその重さをはかったら, 6.86Nであった。 質 量 0.400kg のガラス球をばねはかりにつるし, 右図のようにビーカーの水中に完全に入れたところ, ば ねはかりは 1.96Nを示した。 重力加速度の大きさを9.80m/s2 とする。 (1) ガラス球が受けている浮力の大きさ F [N] を求めよ。 (2) (1) の浮力の反作用は何から何にはたらいているか。 (3) このときの台はかりに加わる力は何Nか。

解答のよって～からの所から分かりません。 物理基礎です。 よろしくお願いします🙇

49. 液体の圧力 一様な太さのU字管に入れた水と油が図の位置でつりあってい る。 水と油の境界面から液面までの高さはそれぞれ6.0cm 7.5cmである。 水 , の 密度 を 1.0×10kg/m² として,油の密度を求めよ。 T 1 6.0cm 油 7.5cm

(2)番についてです 自分は位置エネルギーと大気圧への仕事も考えてW=pΔv+MgL/2+p0ls/2 と考えたのですが、解答では位置エネルギーとか考慮していません。なぜですか？

142 熱 49 熱力学 断熱材で作られた円筒形の容器に〔mol]の 単原子分子の理想気体が入っていて、圧力と温 TOK] は大気のそれと等しい。 ピストンMの 質量は 〔kg] で滑らかに動く。はじめMはス トッパーAで止まっており、容器の底からの高 さはLQm] である。 気体定数をR [J/mol・K], 重力加速度(m/s²] とする。 (1) ヒーターのスイッチを入れて気体を加熱し たところ, 温度が T1 [K] になったときM が上に動き始めた。温度 T と気体に加えた熱量 Q1 〔J〕 を求めよ。 (2) Mはゆっくり上昇を続け高さが2.2L[m]となった。このとき の温度 T [K] を求めよ。 また,Mが動き始めてからこのときまで に気体がした仕事 W 〔J〕 と気体に加えた熱量 Q2 〔J〕 を求めよ。 ここでヒーターのスイッチを切った。 そして,外力を加えてMを ゆっくりと押し込み、元の高さL 〔m〕まで戻した。 このときの気体 の温度 T3 〔K〕 を求めよ。 また, このとき気体がされた仕事 W 〔J〕 を求めよ。 ただし、この断熱変化の過程では圧力と体積Vの間に (京都工繊大) はPV =一定の関係がある。 Base M ヒーター 10000 Cv= Level (1), (2)★ (3)★ Point & Hint (1) 前後の状態方程式と、ピストンが 動き始めるときの力のつり合いを押さ える｡ 大気圧をPo, ピストンの面積をS とでもおくとよいが,これらの文字は 答えには用いられない。 (2) なめらかに動くピストンが自由になっていると 定圧変化が起こる。 定圧変化では, 気体がする仕事 = PAVとなる。 (3) 断 熱変化では,PV=一定が成り立つ。 γは比熱比とよばれ, y=Cp/Cv ここで は単原子なので,y= =1/12/2/12/2R=7/3/3 となっている。あとは第1法則の問題。 5 h= 単原子分子気体 nRT U= 3 5 = 2R CP=R 2 ※ この3式は「単原子｣のとき LECTURE 初めの気体の状態方程式は ピストンが動き始めるときの圧力をPとすると PSL = nRT …..……② (1) そして,このときのピストンのつり合いより PS = Pos+Mg...... ③ T₁=To+ _MgL nR4 ①〜③ より 定積変化だから より (2 そして (2) Pi での定圧変化が起こる。 状態方程式より P₁S³/L=nRT₂ また, Q=nCvAT= PSL = nRTo ...... ① T₂ = ³2 T₁ = 3 (To+ MgL nR W2 = Pi4V = Pi P.(S. 3/L-SL) Q2=nCpAT = n 状態方程式より 5 2 第1法則より より 49 熱力学 nR(T₁-To) = MgL 2 2 T3= ③ -T₁ (3) 高さまで押し込んだときの圧力をP3とすると P.(S-L)* = P.(SL) P3= 3 PS を用いて. Ws = Mg AU』を調べ ( 4U2=2R(T-T)) 第1法則 4U2 = Q2+(-Wa) を用いて Qを求めることもできるが、まわりくどい｡ =1/12P.SL=1/12nRT=1/12(nRT,+MgL) ②を用いた .. T = n. 52 R (T₂ - T₁) = (nRT. + MgL) 143 ピストンが動いて も上図の状況は変 P.S わらない。 つまり, 圧力 P1 は一定 'P・SL = nRT3 ...... ⑤ - (3) ³T = (3) (T. + MgL) 'T nR 2nR (T₁-T₂) = 0 + W₁ P1 = (2)(2)-1) (nRT. + MgL)

(2)番についてです 自分は位置エネルギーと大気圧への仕事も考えてW=pΔv+MgL/2+p0ls/2 と考えたのですが、解答では位置エネルギーとか考慮していません。なぜですか？

49 熱力学 断熱材で作られた円筒形の容器に〔[〔mol] の 単原子分子の理想気体が入っていて, 圧力と温 度TOK]は大気のそれと等しい。 ピストンMの 質量は Mi [kg] で滑らかに動く。はじめMはス トッパーAで止まっており, 容器の底からの高 さはL][m]である。気体定数をRJ/mol・K], 重力加速度を[m/s2] とする。 (1) ヒーターのスイッチを入れて気体を加熱し たところ、温度が T1 〔K〕 になったときM が上に動き始めた。 温度 T1 と気体に加えた熱量 Q1 〔J〕 を求めよ。 (2) Mはゆっくり上昇を続け、高さが12/23L 〔m] となった。このとき の温度T2 〔K〕を求めよ。 また,Mが動き始めてからこのときまで に気体がした仕事 W2 〔J〕 と気体に加えた熱量Q2 〔J〕 を求めよ。 ここでヒーターのスイッチを切った。 そして, 外力を加えてMを ゆっくりと押し込み, 元の高さL 〔m〕まで戻した。 このときの気体 の温度 T 〔K〕を求めよ。 また,このとき気体がされた仕事 W [J] を求めよ。 ただし, この断熱変化の過程では圧力Pと体積Vの間に は PV 3 =一定の関係がある。 (京都工繊大) Base 771 3 Level (1),(2)★ (3)★ Point & Hint Cv= Cp= ※ この3式は「単原子｣のとき (1) 前後の状態方程式と, ピストンが 動き始めるときの力のつり合いを押さ える｡ 大気圧をPo, ピストンの面積をS とでもおくとよいが,これらの文字は 答えには用いられない。 (2) なめらかに動くピストンが自由になっていると 定圧変化が起こる。 定圧変化では,気体がする仕事=P⊿Vとなる。 (3) 断 熱変化では,PV=一定が成り立つ。 ♪は比熱比とよばれ, y=Cp/Cv ここで は単原子なので, y = = 12/12/12/2=121238 となっている。あとは第1法則の問題。 M -R ヒーター 10000 単原子分子気体 3 U= -nRT 2 5 R LECTURE (1) 初めの気体の状態方程式は PSL = nRTo ...... ① ピストンが動き始めるときの圧力をPとすると PSL = RT ...... ② そして、このときのピストンのつり合いより PS = PS+Mg..... ③ MgL Ti = To+ nR QinCvAT=- R(T₁-To) = 32 MgL ① ~ ③より 定積変化だから P1での定圧変化が起こる。状態方程式より PS・・ S/L=nRT2 4 (2) より そして そ T₁ = 3 T₁ = 2 (T. + Mg L nR W₁ = P₁AV = P₁ (S. 3/L-SL) より 49 熱力学 状態方程式より (3) 高さまで押し込んだときの圧力を P3 とすると B 第1法則より PS T3 = Mg また, Q2=nCAT=n212R(T2-T)=(nRT+MgL) 4U』を調べ ( 4U2=220R (T-T) 第1法則 4U2 = Q2+(-W)を用いて 4U₂ Qを求めることもできるが、まわりくどい｡ 143 P.(SL) = P.(SL) ( ∴. P3= P1 PS ピストンが動いて も上図の状況は変 わらない。 つまり, 圧力 P1 は一定 =1/23PSL=/1/2nRT=1/12(nRT+MgL) ②を用いた (2) *P₁.SL = nRT .... (3) ³T₁ = (3) ³( T. + MgL) 'T= nR 2nR(T₁-T₂) = 0+W₁ W₁ = (2) ² (2) ³-1} (nRT. + MgL)

（8）で、X4→X1の間で等速になる理由がわからないので教えてください。

13 静電気単振動 13 静電気単振動 水平右向きにx軸をとり, 原点を0 とする。 水平方向に -αx で表される 電場 (電界) をかける (x は座標で,αは 正の定数)。 そして, 水平右向きにベ ルトを一定の速さで動かす。 正電荷q を帯びた質量mの小物体Pを点0の位置でベルト上に置くと,Pは ベルトに対して滑ることなく動き始めた。 Pとベルトの間の静止摩 擦係数をμ1, 動摩擦係数をμ2 (<μ) とし, 重力加速度をgとする。 ベルトは帯電しないものとする。 電場 ベルト P Level (1),(2) (3)~(6) (7),(8) ★★ Point & Hint 力学としては, ばねに付けられた物体の動くべ 電場 Pはやがて位置 x = (1) で滑り出す。その後のPに働く合力F は,Pの位置 x を用いて, F = (2) と表せる。 Pはx=bで一瞬 で最大の速さvm=(4) 静止した後,左へ戻り, 位置 x2 = (3) となる。 x = b から x2 に至るまでの時間は = (5) である。 その 後, P は xs = (6) で再び一瞬静止し, 右へ動くが, x4= (7) でベルトに対して静止し, 再び滑り出すまでには, ベルトの速さを Vとすると, t2 = (8) の時間がかかる。 (関西大+ 大阪大) 47 ARRE

写真の下面と書かれた部分の式｛p0+p(d+h)g｝Sは 物体の重力mgと大気圧p0の2つの下向きの力と釣り合っているということから重力mgと大気圧p0を=として 導出するのだと思いますが、写真の上面の式は、どの力の釣り合いから、導けますか？

D 水圧と浮力②(浮力) 浮力 to fos Fest point 3力は * 3 (E p = po+shg| 圧の差によって生じる F = {po+ P(d+h/g/s - (po + pdg)s 下面 ffm

気体の内部エネルギー変化の公式についての質問です。 写真の二つの式の使い分け方を教えてください。

内部エネルギー変化 (ver. 単原子分子) 3 AU == nRAT 2- = ²2 -{(PV) - (PV) }