この問題の(3)の後半についてで、解答には力学エネルギーが保存すると書いてあるのですが、保存する理由は、小球と台が受けてる保存力以外の力は、台がストッパーSから受けてる力のみで、ストッパーは動かないのでF【N】×0【m】=0【J】より、仕事をしていないので、小球と台のに物体... 続きを読む

17 曲面AB と突起 Wからなる質量 Mの台が水平な床上にあり,台の左 側は床に固定されたストッパー S に 接している。 Bの近くは水平面とな っていて,そこからんだけ高い位置 にあるA点で質量m(m <M) の小 A 小球 m h 台 S M W B 床 床 39 球を静かに放した。 小球は曲面を滑り降りて突起 Wに弾性衝突し,台 はSから離れ,小球は曲面を逆方向に上り始めた。台や床の摩擦はな 重力加速度を①とする。 突起 Wと衝突する直前の小球の速さはいくらか。 小球がWと衝突した直後の, 小球と台の速さはそれぞれいくらか。 (3) 小球が曲面を上り,最高点に達したときの台の速さはいくらか。 また,最高点の高さ(Bからの高さ)はいくらか。 次に,ストッパーSをはずして, 台が静止した状態で,小球をA点 で静かに放す。Ins Wに衝突する直前の,小球と台の速さはそれぞれいくらか。 Wとの衝突後, 小球が達する最高点の高さはいくらか。 (東京電機大+日本大)

物理のコンデンサーについて質問です (4)についてなのですが 電気容量が1/3になるのはわかったのですが、 なぜ電位差が3倍になるのかがわからないので教えていただきたいです🙇🏻‍♀️

231 平行板コンデンサーの電場と静電エネルギー 図 のように極板面積 S,極板間隔dの平行板コンデンサーが電 圧Vの電池にスイッチを介して接続されている。 極板間は 真空であり,真空の誘電率を so とする。初めの状態は,スイ ッチが閉じて十分時間が経過している。 V- スイッチ Id (1)スイッチを閉じた状態で極板の間隔を3倍にすると,極板間の電場の強さは初めの 状態の何倍になるか。 (2) (1)のとき,コンデンサーに蓄えられる静電エネルギーは初めの状態の何倍になるか。 (3)初めの状態にもどしてスイッチを開き、その後極板の間隔を3倍にした。極板間の 電場の強さは,初めの状態の何倍になるか。 (4)(3)のとき,コンデンサーに蓄えられる静電エネルギーは初めの状態の何倍になるか。 [18 東京電機大] 例題 4F

私は2枚目に書いた通り物体から出た力で運動方程式を立てたのですが、答えには受けてる力で書かれてありました 私が書いたのではダメですか？？ダメだったら理由も教えていただきたいです🙇🏻‍♀️ 右向きが正です

30 43 物体AとBがあり,質量はそれぞ れと3mである。 なめらかで水平 な床の上で,一端を壁にとめた軽いば ねの他端にAをつなぎ, 離れないよ うにする。 次に, BをAに接触させ て,ばねを自然長 より x だけ押し 縮め、静かに手を離した。 ばね定数を んとする。 1000000000 Xo Xo 202 Xo A B lo Xo T T 72 (1)手を離したあと,はじめAとBとはいっしょに運動する。 32 T. 2T X(ア) ばねの長さが1のときの,運動方程式を A,B それぞれについて 記せ。ただし,加速度をαとし,AがBを押す力を N とする。 (イ) N を1, lo, k を用いて表し, BがAから離れるときのを求め よ。 (2)Aから離れたあとのBの速さはいくらか。 X(3) B が離れたあと, ばねの最大の長さはいくらか。 (4) 自然長からのばねの伸びをxとし, xの変化を時間についてグラ フに描け(ただし,図中のTはT=2√m/kであり,t=0のとき (東京学芸大 + 名古屋大) x=-x である)。

モーメントのつりあいでTsin60×lsin60がだめな理由を教えて欲しいです

水平方 Tcos 45°Fcos 45°= 0 よって T=F 鉛直方向の力のつりあいより Tsin 45° + Fsin 45°-W = 0 T+F=√2w T=F=√2 sino T 45° G 0 A Tcos 45 B Fcoso 図 C W ① ②式より ・W 2 2 -x60=30√2 =42N2 [別解点Bのまわりの 力のモーメントのつりあいより Wx0.30-Tsin45" x 0.60-0 よってTw -W42N Rx-Tcos60°=0 Rx-1T=0 ここがポイント 96 . の向きを仮定し、水平 鉛直2方向のつりあいの式と力のモーメントのつりあいの式を立てる。 解答 抗力の向きを図のように仮定する。 C 水平方向の力のつりあいより10 30° ① MO 鉛直方向の力のつりあいより Ry+ Tsin 60°-W = 0 A Ry R Rx -Zsin 30° -Ry+ -T-W=0 T T'sin 60° 2 60° Ma の向きが正確に分から なくても、ある向きに仮定す ることにより解くことができ る。 その場合, Rx, Ryが負 の値であれば、仮定した向き と逆向きであると考えればよ い。 2 参考 抗力の大き と向き 京 点Aのまわりの力のモーメントのつりあ。 OS 12 30° -sin 60° B より Tcos 60° Ry [mm] m02.0 m08.0 W (080) OL T×lsin30° W x 12sin60°= 0 3 +--0 x/1/23 (x) 0 Rx (1) ③式より T=- √3 W mos.0 m01.0 (2)Tの値を①式に代入してR-12T=4W(右向き) Tの値を②式に代入して Ry=W- √3 = -W 上向き 2 R2=Rx²+R,2 = (4) + (12/0 4 w2 よってR=/12/2W Ry 1 (Stan0= Rx√3 ここがポイ 97 棒にはたらく から受ける垂直 m00 LO molよって0=30° (87) MO-08+0=3 ありをつるした糸の張力 W (おもりにはたらく重力は等し ける垂直抗力 NA と床から受ける摩擦であ あいの式を連立させて解く。

万有引力 5）の解き方がわかりません！教えてください🙇

万有引力定数を 6.7×10 - N･m²/kg2 とする。 ⑤ 地球の半径を6.4×10km, 質量を6.0×1024kg, 万有引力定数を 6.7×10 - N·m²/kg2 として,地表での重力加速度の大きさを求めよ。 6 地球の自転の影響を考慮し, 赤道上の点, 東京, 北極点の3つの地点について, 重力 加速度が大きい順に答えよ。 7 地球の半径をR,質量をM,万有引力定数をGとする。地表から高さ2R の軌道をま わっている,質量mの人工衛星の万有引力による位置エネルギーを求めよ。 ただし,万 有引力による位置エネルギーの基準を無限遠とする。 解答 1 (ア) 焦点 (イ)楕円軌道 北極点,東京,赤道上の点 2 Lv1/2, rivalra 327年 4 6.7 × 10 - 11 N 59.8m/s2 7-GMm/(3R)

(4)のイのようなずらす考え方がいまいちわからないです。教えてください🙇

(東京理科大) *基図は縦波を表すグラフである。 x軸は媒質のつり合いの位置を,y軸 0.11 y [m] は左右への媒質の変位(右方向を正)を 表す。 -2 -1 0 1 2 /345x ン -0.1- E [m] 波は右へ速さ2m/sで進み, 波の先 端が自由端P(x=5mの位置) に達した時刻を t=0s とする。 (1)この波の周期はいくらか。 を用いで (2)t=0sにおいて,媒質の密度が最も疎である点のx座標を図の範囲 で答えよ。 の (3) 右方向の媒質の速度を正として時刻t=0sにおいて,各位置にお ける媒質の速度uの概略を,図の範囲内でグラフに描け。 (4)(ア) この波が自由端Pで反射して, 反射波の先端が点x=0mに達す る時刻を求めよ。 (1) その時刻において,図に示す各位置での変位をグラフに描け。 (ウ)x=0mにおける媒質変位の時間変化を 0≦t≦4.5s の範囲でグ ラフに描け。 (5)Pが固定端の場合について,前問 (イ), (ウ) のグラフを描け。 (名古屋市立大+信州大)

（4）の答えに書いてあることがわからないので教えてください。

91 油膜が水面に広がっていて, 空気中での波長 6.0×10mの光がこの 油膜へ垂直に入射している。空気 水,および油膜の屈折率はそれぞれ 1.0, 1.3 および.5とし、空気中の光速を 3.0×10m/s とする。 (1)油膜中での光の速さと波長はいくらか。 (2) 油膜の表面と裏面で反射した光が干渉によって強め合う膜の最小の 厚さはいくらか。 A3) 油膜の厚さを前問の状態から厚くしていった場合, 次に強め合う膜 の厚さはいくらか。 (4) 波長 6.0×10^7mの光では強め合い, 波長4.5×10m の光では弱 め合う膜の最小の厚さはいくらか。 (京都府大)

運動量保存の問題です。 （2）はなぜ向心加速度がL分のv^2になるのですか？ 教えてください。

222 つり下げられた小球とあらい水平面上の物体の衝突 [2022 京都工芸繊維大] 長さの伸び縮みしない軽い糸を用意し, その 一端に質量mのおもりをつけ, 他端を天井の 1点に固定した。 図に示すように,糸をたるませ ないようにして, おもりAを鉛直線と0の角を なす所まで持ち上げてから静かに手ばなし, 最下 点で水平面に置いた質量2mの物体Bと衝突さ せた。 おもり Aと物体Bの衝突における反発係 0 A 天井 B l 水平面 数は 1/12 である。衝突後、物体Bは水平面上を右向きにすべっていき、やがて静止した。 N 重力加速度の大きさを g, 物体Bと水平面との間の動摩擦係数をμ'として,次の(1)~ (7) に答えよ。 mz. (1) 衝突直前のおもりAの速さを, 1, g, 0 を使って表せ。 (2) 衝突直前の糸の張力の大きさを,m, g, 0 を使って表せ。 (3) 衝突直後の物体Bの速さを, 衝突直前のおもりAの速さをとして,その”を使 って表せ。 (4) 衝突の直前と直後でのおもりAの運動量の変化の大きさを, 衝突直前のおもり A の速さを”として そのとm を使って表せ。 (5) 衝突によって失われた力学的エネルギーを, 衝突直前のおもりAの速さをとして, そのとmを使って表せ。 (6) 衝突してから物体Bが静止するまでの時間を, 1, g, 0, μ' を使って表せ。 (7) (6) 求めた時間に物体Bが水平面上をすべった距離を, 1, 0, μ' を使って表せ。 (1) l(1-coso) M 衝突直前のAの速さをひとする。 力学的エネルギー保存則はり、 kgl(1-cos日)=1/2m² v=f2gl(1-coso)

この問題の（4）のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕

この問題の(3)の現象がよくわからないので 教えてほしいです！よろしくお願いします m(_ _)m 特にわからなかったのが、静かに0にしたところpは動き出したというところです。

(359/電位 図のように, xy 水平面上の点A(0, 3.0) y[m]]] B(0, -3.0)に,それぞれ電気量 Q= +1.0×10-C と 比例定数を k=9.0×10°N・m²/C2 とし, 電位の基準を無限 Q2 = -1.0×10-5C の点電荷を固定した。 クーロンの法則の 遠にとる。重力や摩擦力は無視する。 (1) 3.0g 点C(3.0, 0) の電場の向きと強さE〔N/C] を求めよ。 -3.0 B 3.0 x[m] (2)点Cに電気量 q= -2.0×10 °C の点電荷Pを置き, 外力を加えて点Cから原点Oま でゆっくりと移動させた。このとき,この力がした仕事 W〔J〕 を求めよ。 (3)Pを点Cにもどし, (2) で加えた力を静かに0にしたところ, Pは動きだし、 ある点を 速さ 2.0m/sで通過した。 この点での電位 V [V] を求めよ。 ただし, Pの質量を m=3.0×10-2kg とする。 〔東京歯大 改]例題 72,364,365