重要問題集　物理　71 問題を解く上では必要がないのかもしれませんが、どうしても初期状態でのピストンにかかる力のつり合いが気になります。 自分で立てた式では、 P0S=M0g+P0S となってしまい、M0が0になってしまいます。 そもそも大気圧がかかる面積... 続きを読む

(火) 54 ⑨ 気体分子の運動と状態変化 必解 71. 〈気体の状態変化と熱効率〉 熱機関を利用して上昇, 下降するエレベータの 物体 M [kg] 熱効率を求めよう。 図1のように大気中で鉛直にピストン Mo[kg]- 立てられている底面積 S〔m²〕 の円柱形のシリン ダーに質量 Mo [kg] のなめらかに動くピストンが ついており,中に単原子分子理想気体が封じこめ られている。 図1のようにピストンの可動範囲は ho 〔m〕 からん 〔m〕 までである。 重力加速度の大き さを g[m/s] とする。 初期状態は,気体の温度が外部の温度と同じ h[m] ho〔m〕 初期状態単原子分子 状態 2 理想気体 図 1 To [K], 気体の圧力が大気圧と同じPo [Pa〕, ピストンの高さがん 〔m〕 である。 まずビ ストンの上に質量 M [kg] の物体を乗せ、シリンダー内の気体に熱を与える。 しばらく静止 し続けた後, ピストンが動きだした。 この動きだしたときの状態を状態1とよぶ。 さらに熱し続けるとゆっくりとピストンは上昇し, 高さがん 〔m〕 に達した。 このときの状 態を状態2とよぶ。 状態2になった瞬間に物体をピストンから降ろすとともに熱を与えるの をやめた。ピストンはしばらく静止し続けたが,やがてゆっくりと下降し, 高さがん [m] となったところで静止した。 さらに時間がたつとシリンダー内の気体の温度がT [K] にな ったところで初期状態にもどり,この熱機関はサイクルをなす。 (1)状態1のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (2) 初期状態から状態までに気体に与えられた熱量を求めよ。 [Pa] (3)状態2のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (4)状態1から状態2までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (5) 気体の体積をVとするとき,このサイクルのか-V図を図2にかけ。 (6)このサイクルで熱機関が外にした仕事を求めよ。 (7) このサイクルの熱効率を求めよ。 図2 V[m³] (8)M=2Mo, Mo- PoS g h=2h の場合の熱効率の値を求めよ。 [12 弘前大〕 B 応用問題 ◇72. 〈半透膜で仕切られた2種類の気体〉 思考) 図1のようにピストンのついた 2 領域 1

至急です！(1)が解説読んでも理解できません🥲 教えて欲しいです🙇‍♀️

39. 斜面上のつりあい [知 傾き 45°のなめらかな斜面の下端にばね定数 49N/m の軽いばねの一端をつけ, 他端に質量 0.20kgのおもりをつけて斜面で静止させた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) おもりが受ける弾性力の大きさ F [N], 垂直抗力の大きさN [N] を求めよ。 (2) ばねの自然の長さからの縮みx [cm] を求めよ。 0.20 kg 49 N/m, m \45

至急です！解説がいまいち理解できません💦 教えてください！

38. 力のつりあい 重さ W[N] の荷物に2本のひもをつけ、2人の人がこのひ もを持って支えるとき 2本のひもは鉛直線と 45°, および 30° をなした。 各ひもが引 力の大きさ F1 [N], F2 [N] を求めよ。 Fix F2: 45°30° F F2

至急です！！ (2)の問題の解き方が分かりません。 ピンクのマーカーが引いてあるところが特に分からなくて、、！

リードC 例題 16 斜面上のつりあい 第3章力のつりあい 解説動画 ➡39, 40, 41 35 傾きの角30°のなめらかな斜面上に質量 2.0kgの物体を置き, 一端を固定した糸 が斜面に平行になるように物体につけて支えた。重力加速度の大きさを9.8m/s2 と する。 (1) 物体にはたらく重力の大きさ W[N] を求めよ。 (2)物体にはたらく糸の張力の大きさ T [N],垂直抗力の大きさ N[N] を求めよ。 2.0kg 30° 指針 重力Wを斜面に平行な成分, 垂直な成分に分解し,それぞれの方向のつりあいの式を立てる。 √3 解答 (1) 「W=mg」 より 2 W=2.0×9.8=19.6≒20N (2)物体にはたらく力は,重力 W, 垂直抗力 N, 糸の張 カTである。 Wy=Wxv -=9.8√3 =9.8×1.73=16.954≒17 それぞれの方向の力 のつりあいより T=Wx=9.8N N=Wy≒17N N T M 解法1 重力を図のように Wx, Wyに分解する。 直角 三角形の辺の長さの比より Wx:W: W=1:2:√3 よって Wx=Wx ×1/2=19.6×1/2=9 解法2 それぞれの方向 この力のつりあいより T=19.6sin30°=9.8N N=19.6cos30°≒17N 決める。 30° 2/30-3 ② ww

線を引いたところで計算しても3のようにならないので、計算の仕方を教えてください、

よって Fu=FF ↓ F2x: F2y: F2=1:√3:2 1 よって F2x = -F2, F2y= √√3F2 2 2 水平方向(右向きを正)の力のつりあいより F2x-Fix=0 ・① -F2 F1=0 2 T 鉛直方向(上向きを正)の力のつりあいより Fly+F2y-W=0 √3 ② F1+ -F2-W=0 2 2 1 ①式より Fi -F2 (3 √2 これを②式に代入して 2 2 F₂+ √3³ F₁₂-W=0 F2-W=0 より より 3+1 3+1F2=W 2 2 よってF2=73+1W=(√3-1)W〔N〕 2 ③式より F= √3-1 √6-√2 W: = √2 2 ・W [N] 3 解法2] 水平方向(右向きを正) の力 のつりあいより Ficos 45° F2cos 30° Fasin 30°- F'sin45°=0 30° F2 F₁ 45Hi -Fi=0 ・④ 2 2 F1sin 45° F2sin 30° 鉛直方向 (上向きを正) の力のつりあ wth

ここの(3)、模範解答はわかるんですけど別の解法で 運動量保存則 と 力学エネルギー の連立で解けたりしないんですか！

76 2物体の運動 なめらかで水平な氷の上で,質量 40 kgの子どもと80kgの大人が接近して,どちらも静止して いた。 この子どもが大人を押すと, 大人と子どもはそれぞれ 反対向きに運動し始めた。 大人は押されている 0.60 秒の間 は加速度が0.25m/s2 の等加速度直線運動をし, その後大人 も子どもも等速直線運動をした。 (1) 子どもが大人を押した力Fは何Nか。 40kg (2) 大人を押しているときの子どもの加速度の大きさαは何m/s2 か。 80kg (3) 等速直線運動をするようになった大人の速さ V, 子どもの速さは何m/sか。 例題 15

(3)の解説の変化量のところがわからないです。変化量はどうやって出しているのですか

したがって, 比熱の比は、 例題 S 混合気体 ~ Sast 9912 (5)融解曲 25 29 容積 2.0L, 4.0Lの容器 A, Bが,図のよ うに連結されている。 容器Aにはメタン, 容 器Bには酸素を入れて,ある温度にすると, 圧力はそれぞれ3.0×105 Pa, 6.0×105 Pa だった。コックを開けて気体を混合し、点火 して完全に反応させた後, 元の温度に戻した。 連結管やコック,および, 生じる水 の体積や、水蒸気の蒸気圧は無視してよい。 分子量 CH4=16.0,O2=32.0 点火装置 容器B A 20 想気 (a) f 2.0L 4.0L コック (b) 2 の の (c)】 (1) 反応前の混合気体中のメタンの分圧は何 Paか。 (d) (2) 反応前の容器内の全圧は何Paか。 (3) 反応後の容器内の全圧は何Paか。 KeyPoint 点火前後で温度一定: メタンと酸素のそれぞれにボイルの法則が成立する。 同温同体積 : 圧力比は物質量比に等しい。 ●センサー ●温度一定より, ボイル の法則 piVi=P2V2 ●全圧=分圧の和 ●同一容器内の気体の圧 力比は物質量比に等し い。 →反応による変化量を 圧力で示す。 重要 (1) C 解法 (1) (2) 気体についてボイルの法則が成立する。 混合 後の各気体の分圧を PCH4, Po2 とすると, 混合気体の体積は 6.0Lなので, (2 CH4 : 3.0×10 Pa×2.0L=PcH.〔Pa〕×6.0L PcH=1.0×105 Pa O2 :6.0×10 Pa×4.0L=po〔Pa〕×6.0L Po2=4.0×10 Pa 全圧は,1.0×105 Pa+4.0×10°Pa=5.0×10 Pa (3) 反応前後の物質の量的関係を分圧で考える。 08. CH4 +202 CO2 +2H2O (s) 反応前 〔Pa〕 1.0×105 4.0×100005 変化量〔Pa〕 -1.0×10 -2.0×105 反応後 〔Pa〕 0 2.0×105 1.0×105(無視) 反応後の全圧は、2.0×10 Pa+1.0×105 Pa=3.0×10 Pa 解答 (1)1.0×10 Pa (2)5.0×10 Pa (3)3.0×105 Pa [mL〕| | ル・シャルルの法則 重要

θが最大の時に糸を切ったとしたら、おもりはどの方向に自由落下するんですか？

出題パターン 単振り子の周期公式 長さの軽い糸の一端に質量mのおもりを つけ、他端を天井に取りつける。 糸が鉛直になるおもりの位置を原点として、 おもりの通る円弧に沿って軸を定める。 おも りを原点から微小変位させて静かに放したと ころおもりは単振動した。 この単振動の周期 Tを求めよ。 微小角 0 に対する近似 sin99 を用いてもよい。 重力加速度の大きさを”とする。 解答のポイント! まつく m 円弧に沿った方向の加速度をαとして、 座標 xにおける運動方程式を立てる。 与えられた近似と弧長公式 (弧長) (半径)x (中心角)を用いると, (ma=-kx/ の形にもっていける。 解法 この形をつくる!! 円弧状のx軸が与えられている。 単振動の解法3ステップで解く。 STEP1 STEP2 振動中心はつりあいの位置 x = 0 の点。 折り返し点は放した点。 STEP3 図9-20のように, 座標 xでの糸 の傾きを 0 とすると, 弧長公式により, (弧長x) = (半径1) × ( 中心角0 ) 張力S ① +x向きの加速度をαとして, 運動方程式は, ma=mg sin O 0 弧長 mg (近似より) = - mg ○(①) mg xx よって運動方程式の形より, Im 周期T=2 =2 mg g mg 図9-20 し x=lo (この周期は」とのみで決まりや振れ幅にはよらない。) STAGE 09 単振動 1

写真の方程式はどのようにすればこのような値が出てきますか？sとtを求めてる式です

=1/6+/3/30 0 OF 65P 65 (1) CP: PM 5:0 =st (1-s) ( BP:PD=t: (1-1)と〇〇 1-s D1- M すると OP =(1-s)OC+sOM P 1Q 2a+b =(1-s) + A 1 C B 2 3 2 → 2+ s AB = 3 6 2(1-s)+2+s OP=tOD+(1-t)OB ta+(1-t)b 2 ①,②から 2(1-s)- -> ..... ①I):=: ② ЯA(2-1)=9A Jte - I)= 21-3)+2+6= a+ (1− t)b a+ ta+(1-t)b -D+A1=9A で,ことは平行でないから 3 2(1-5)=21,6 2+s =1-t 5 これを解いて t= t=を② に代入して

意味が分からないです

チェック問題 2 電池を2つ含む回路 標準 6分 図の回路で. 各点 A, B, C に 流れる電流の向 きと大きさを求 80 V 20 92 D 12Ω •C 0 B めよ。 |10 100V 100V 解説 ゲゲ。電池が2つもあってムズカシそう~。 大丈夫! 《回路の解法》 (p.27)だけで,同じように解けるよ。 STEP 1 図a のように, 各電流を仮定する。 向きも大きさも, 全 くの仮定でいいか らね。 ただし, 合流 点では電流をI+i と足しておく。 A 201 180V 120Ω 合流 D ア 12i I+i C www 12Ω B 10 I+i |10 (I + i) イ 100V STEP 2 各抵抗で, オーム の法則を作図する。 図 a STEP3 図aの2つの閉回路で、 (ア: ADBAも1つの閉回路) ⑦ : +20I +80-12i = 0 ④ : + 12i + 10 (I + i) - 100 = 0 ∴. I = -1A i = 5A になっちゃった! これはどうい