問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

上向きに加える場合の力はどうやって求めるんですか？ 解説よろしくお願いいします！！

5 ③ 傾き30°の斜面上に質 量m[kg]の物体が置 かれて静止している。 静止摩擦係数を√3, 重力加速度の大きさを 30° g〔m/s²] として,次の問いに答えよ。 (1) 物体が斜面から受けている垂直抗力と静止摩 擦力の大きさを求めよ。 (2) 斜面に平行な力を加えて物体を動かしたい。 いくらより大きな力を加えればよいか。 斜面 方向下向きに加える場合と上向きに加える場 合についてそれぞれ求めよ。

この波の干渉で、弱め合う点、強め合う点の問題なんですけど、これって強め合う点は、8個であってますか？間をとって、予想したんですが、 あと、これで、図だけで読むと3つ目の問題みたいに、強め合う点が、5本になって、7本にならなかったりするんですけど、図だけ読むとなんでできないん... 続きを読む

図のように, 水面上で 10.5cm 離れた2つの波源 A, B が逆位相で振 動して, 振幅の等しい波長 3.0cm の波を出している。 図の実線はある 瞬間における波の山の波面, 破線は谷の波面を表している。 水面波の 減衰は考えないものとする。 (1) 線分ABの中点は,2つの波が強めあう点か, 弱めあう点か。 (2) A, B からの距離の差が 4.5cm である点は, 強めあう点か, 弱めあう点か。 (3) 弱めあう点を連ねた曲線を図に示せ。 (1) 波が常に逆位相で干渉するので,弱めあう点である。 (2) 波源 A, B が同位相で振動しているとき, 両波源からの距離の差を [cm], 波長を i [cm] とする (m=0, 1, 2, ...)。 l=ma •••••• 強めあう { 1 = (m + / -) ₁. (1=m² ••••••弱めあう 11 = (m+1/12 ) .... 強めあう n+ l=4.5cm, i = 3.0cm であるから4.5= (3) 山の波面と谷の波面の交点を連ねた曲線をかく。 (右図) 国 線分AB上で弱めあう点をPとし, AP=xとする。 10.5 P10.5-x- 0≤x< のとき (10.5-x) x=m² (m=0,1,2, ...) 10.5 3m x= 2 10.5 ･･････ 弱めあう 2x=10.5mx3.0 より 2x10.5 のとき 2x=10.5+mx3.0 以上の7点となる。 波源 A. B が逆位相で振動しているので 5=21/2×3.0=(1+1/2)x3 ×3.0で、 強めあう点である。 -10.5- 1.5 4.5 7.5 x= 2 2 2 + x- (10.5-x)=mi (m=0, 1,2,...) 10.5 3m 2 B より x= 13.5 16.5 19.5. 10.5 2 2 2 7点

水圧の問題です。10の5乗➕10の5乗=10の10乗にならないのはなぜですか？

sin 0 0 -F' mg coso mg 呈式から, 9 5²] +μ'cos 0) [m/s²]. p.38~39) 2 水圧 大気に接している場合の水圧は, 「p=po+phg」を用いて求める。 (1) A の深さにおける水圧 [Pa] は, p=1.0×10+ (1.0×10°) ×20×9.8 0.00=1.0×10 + 1.96 × 10 = 2.96 × 10³ Pa M 同様に, Bの深さにおける水圧の [Pa] は, pp = 1.0×10°+ (1.0×10℃) ×30×9.8 大3.0×10 Pa =1.0×10+2.94×105 = 3.94×10 Pa (2) 直方体の上面の水圧p [Pa] は, 8.03.9×10 Pa p = 1.0×10°+ (1.0 × 10℃) ×10×9.8 =1.0×105 +0.98×105 2.0 2.0×10³ Pa =1.98×10°Pa 同様に,直方体の下面の水圧 [Pa] は, p2 = 1.0×10+ (1.0×10℃) ×40×9.8 =1.0×10+3.92×10°りま = 4.92× 10³ Pa X4.9×105 Pa TE 平面上に質量 5.0kg, .20m² の均質な直方に れている。 水平面の 本と接している部分な から受ける圧力は何 の直方体の重さは, ×9.8=49N 直方体から受ける 49 0.20 -=245Pa 上に質量 3.0kg, 置かれている。 水 部分が,直方体か

途中計算、ここの計算がどうやっても77になりません。計算過程を教えてくれる心優しいかたどなたか教えてください。

(2) 理想気体の状態方程式より n= コックを開く前の容器 A,B内の物質量をそれぞれna [mol〕, NB〔mol], コックを開いた後の容器 A P内の物質量 ぞれna' [mol], n' 〔mol], B 内の温度を f〔℃〕とすると,全 体の物質量は不変であるから, na+nB=nA'+nB'より, (2.0×105) × (3.0×10-3) (5.0 x 105) × (7.0×10-3) Rx (273 +27) (4.0×105) x (3.0×10-3) RX (273+27) -+ よって、t=77[℃] DV RT + to Rx (273 +77) (4.0×105) × ( 7.0 × 10 - 3 ) RX (273+t) 105

(3)の解答の電位のグラフが理解できません。

図のように、xy平面上の点 (a,0) (a>0). 364.電位 (-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 -4Q a 0 Q x a とし、重力や空気抵抗は無視できるものとする。 (1) 電気量Qの小球を, x軸上の負の無限遠から点(-340) まで動かす間に静電気 力がする仕事を求めよ。 (2) 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。 (3) 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

(4)解説おねがいします🙇🏻‍♀️

※ 85.(探究活動:摩擦力) 図1のように、質量 0.50kg の直方体の物体を水平であらい板の上に 置き、物体につけた軽い糸をなめらかな滑車を通して、ばねはかりで引く。物体に質量 0.50kgの おもりを追加してのせていきながら、おもりを含めた物体の質量m[kg]と,物体が板面上を動き 出す直前のばねはかりの目盛りF。 [N] を求めていくと、表1のような結果を得た. 板は水平な床 面上に固定されて動かないものとする. 物体 ばねばかり 図 1 板 床面 おもりを含めた 物体の質量 m[kg] 6:0 510 5.0 440 3.0 2.0 0.50 1.00 1.50 2,00 (1) 物体が板面から受けている垂直抗力の大きさ Fo〔N〕 N [N] を横軸に, 最大摩擦力の大きさ Fo〔N〕 を縦軸に取ってグラフを右に描け.ただし, 重力加速度の大きさg=10m/s としてよい. (2) 物体と板面との間の静止摩擦係数μを求め よ. 物体が板面と接する部分の面を変えたり,板面上 をすべっているときについて調べた. (3) 摩擦力について述べた次の文 (ア)~(エ)のうち,正しいものをすべて選べ. 摩擦力は接触面に平行にはたらく互いの運動を妨げようとする力である。 1.0 (動摩擦力は,最大摩擦力よりも大きい小さい 図2のように, 板面を水平となす角0 の斜面にして,質量mの物体を斜面上 方へ引くとき、物体が動き出す直前の ばねはかりの目盛り foを,静止摩擦係 数( 重力加速度の大きさg, およ Um 10を用いて表せ. 動き出す直前の ばねはかりの 目盛り Fo〔N〕 15120 0 03月05111520N [N] (イ) 摩擦力には作用・反作用の関係にある力はない ある ⑤ 静止摩擦係数は、接触面の材質や状態で決まり,面の面積に比例する。 無関係 mg m 1.5 3.0 4.5 6.0 EN o 図2 SA V

教えてください

3. 次の物体の運動エネルギーを求めよ。 (1) 30m/sで飛ぶ200gのボール。 式: (2)72km/hで走る1000kgの自動車。 式: 解答: 4. 質量 2.0kg、 速度 5.0m/s の物体に 5.5Nの一定の力を速度の向きに、物体が 2.0m移動する間加え続けた。 (1) 初めに物体がもっていた運動エネルギー はいくらか。 式: (2) 仕事をされた後の物体の速度はいくらか。 式: 5.0m/s 55.311 解答: 2.0kg 2.0m 解答: 解答: III 5. 図のように, 3階建てのビルの2階の高さのところに, 質量 5.0×10-3kg の 風船が浮かんでいる。 次の①~③の場合について, 風船の重力による位置 エネルギーを求めなさい。 ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 ① 地面の高さ (0m) を基準にしたとき 2階の高さ (4.5m) を基準にしたとき 3階の高さ (7.5m) を基準にしたとき ① 風船 地面から の高さ 3階 7.5m 2階 4.5m 1階 1.5m

写真の問題についてですが、全体の熱容量を求めるとき、なぜ水と鉄の熱容量を足すことができるのですか？(全体の熱容量というのもどういうものなのかよくわからないです。)解説おねがいします。

EX 20℃,200gの水の中に、70℃,800gの鉄を入れた。 温度はいくらになるか。 また, 全体の熱容量はいくらか。 水の比熱は4.2J/g・K, 鉄の比熱は 0.45J/g・K, 水と容 器や空気との間での熱のやり取りはないとする。 [解] 求める温度 [℃]は, 20と70の間にあるはず。 水の熱容量は 鉄の熱容量は よって全体の熱容量は 840+360=1200 J/K I 固体・液体と熱 200×4.2×(t-20)=800×0.45× ( 70-t) これより t=35 °C 水が得た熱量 鉄が失った熱量 温度の関係 水<鉄 「熱移動 200×4.2=840 J/K 800×0.45=360J/K ・FebH2O 9 同じ℃にな