答えが全て知りたいです。お願いします🙇‍♂️

【1】2022年 青山学院大学 理工 改 以下の文章中の (1) から (6) の空欄を補え。 ただし, (6) は選択肢から選べ。 (I) 真空中での光の速さをc, 屈折率n (1) の物質中での光の速さをvとすると, v=(1) となる。 このため,物質中を光が距離 l 進むのにかかる時間は, 真空中の距離 (2) を進む時間と等し くなる。 距離 (2) を光路長と呼ぶ。 (II) 図のように, 真空中に屈折率n (> 1) の物質が置かれており, 真空から入射角iで入射した平行 光線が、 屈折角rで屈折する場合を考える。 このとき, (3) という関係が成り立つ。 FC ②全て屈折する ⑤ 逆向きに屈折する B D 真空 物質 図 3-1 これは,以下のように理解できる。 平行光線の波面が図のAB に到達し, その後Aで物質に入 射した光線はすぐに屈折し C へ到達する。 一方Bを通過した光線はDで物質に入射する。そ の後、波面が CD に平行な平行光線となって物質内を伝わっていく。 このとき, A から Cへ到達 する光の光路長と, B からDへ到達する光の光路長の差は, AD間の距離dを用いて,(4)と表 される。 平行光線の波面が CD に平行であるためにはこの光路長の差が0でなければならない ことから, (3) が導かれる。 次に、この物質側から光を入射角iで入射した場合を考える。 (5) が成り立つとき、屈折角r がちょうど90°となる。 これよりも入射角を大きくすると, 光は (6) (6) 選択肢 ① 吸収される ④ 止まる ③全反射される ⑥物質の表面にそって進む

(3)が分からないのですがどうして電位が少しあるだけで正の無限遠に行くのですか？

4:48 回 の表面積は よってx=' ここでxaなので適するのはx=3a 軸の正の向きの無限遠付近の電位 は、無限遠に向かうにつれて負から に近づいている。よって正の電気 量をもつ小球は,xaの範囲で <0 となる位置に置けば無限遠に 達することができない。 よってV=k- x-a k- x+a =kQ- よってx> VA 0 -3x+5a <0 =kQ (x− a)(x+a) なので分母(x-a)(x+α)>0となり -3x+5a<0 5 3 ‚(x+a)−4(x−a) (x-a)(x+a) a x 図 参考 Q. -4Qの2つ の点電荷がつくる電位のよう すば次のようになる。 無限の電位は ただし 負電荷のほうが電気量の絶 対値が大きいので電位は負 から0に近づく。 x=αで正の無要大に、 x=-αで負の無麗大に 散する。 電位の概形は次のようになる。 01 3a このグラフ上に正の電気量を もつ小球を置くと､「重力に 球」と同観に考えることがで 閉じる 0 < 0 |||

1枚目の3番がわかりません。解説お願いします。2枚目は回答です

発展問題 知識 物理 23. 平面運動の速度の合成■ 図のように, 速さVで一様 に流れる川幅Lのまっすぐな川を, 静水中を速さ2Vで 進む船が渡ろうとしている。両岸は,平行な直線であり, 出発点から,垂直に位置する対岸の点を0とする。 まず, 川岸に垂直な方向へ船首を向けて進んだときについて, 次の各問に答えよ。 川上 (1) 船が岸をはなれてから対岸に到達するまでの時間を求めよ。 (2) 船は破線のように進み, 点Pに到達した。 OP 間の距離を求めよ。 (3) 次に、点Oに到達するため, 川岸に垂直な方向に対して, 上流に角度0の向きに船 首を向けて進んだ。 船が川を横切るのに要する時間を求めよ。 (20. 東北学院大 改) V. 川下 2

(3)が分からないのですが、どうして電位が少しあるだけで小球は正の無限遠に行くのですか？

る電場に等しいものとする。 十r [m]の球面の内部にある電荷がつく を求めよ。 た [17 関西学院大 改] 207 217.電位図のように、xy平面上の点 (a,0) (a>0) 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 (-α, 0) にそれぞれ電気量Q(>0) と4Qの点電荷が固定さ 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(-34, 0)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 (a, 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] 212 -4Q -a 0 a

解説お願いします🙇‍♀️

2 [工学院大] 次の文章の空欄に当てはまる適切な数値を答えよ。 数値は有効数字2桁で答えること。 電力は発電所から都市部まで高電圧で 送電線1 (180km) 送電される。 高電圧を使用すると送電損失 を低減することが可能なためである。 E[V] 発電所 送電線 2 (180km) 送電は交流で行われているが, 高電圧 送電は直流でも損失が少ない。この原理を図に示す例を用いて確かめてみよう。 茨城県鹿 島市には火力発電所が稼働しており, 東京までの送電線の長さは180km とする。 高圧送 電線には送電線の軽量化を図るために主にアルミニウムが用いられる。送電線の断面積を 600mm² とし, アルミニウムの抵抗率を2.65×10-Ω･m とすると送電線1の抵抗値 はアとなる。送電には送電線1と送電線2とが用いられるので送電線全体での抵 抗値はこの2倍となる。 まち 大型ヘアドライヤーは1台で 1500 W 程度の消費電力である。 そこで,100台のヘアドライヤーを 同時にはたらかせるためには 1500 W x 100 = 150kW を消費するとすると, 150kWの電力を送電する必要がある。 図の電源を発電所と考えて送電を行う。 高電圧送電の例として E=50万 V, 低電圧送電の例としてE=6600V を考える。 私たちの自宅近くの電柱には 6600Vで配 電されており,これを変圧器で100Vに降圧して各家庭に配電している。 図の右の点線の枠の部分は, 変圧器や100 台のヘアドライヤーをまとめて模式的に抵抗として表しており,ここで150kWの電力 が消費されるとする。 これを以下では 「まち」とよぶことにする。 50万V で 150kWの電力を送電 すると, 発電所から流れる電流はイAとなる。 6600Vで同じ 150kWの電力を送電 すると, 発電所から流れる電流はウ A となる。図中の 「まち｣ に加わる電圧は送電電 圧から送電線1と送電線2における電圧降下を差し引いた電圧となる。 送電線1と送電線 2との合成抵抗は2×(ア)である。 送電電圧が50万Vのときに流れる電流は (イ) A で |Vである。送電電圧が 6600 あるから, 送電線1と送電線2とで生じる電圧降下はエ Vのときの送電線1と送電線2とで生じる電圧降下はオVである。 この結果, 送電電圧が50万Vのときに 「まち」には、ほぼ50万Vに近い電圧が加わる。 しかし、送電電圧が6600Vのときに ｢まち」に加わる電圧はカVとなる。この結果, 50万V送電では送電電力 150kW がほぼそのまま 「まち」で消費されるが, 送電電圧が 6600Vのときに 「まち」に加わる電圧は (カ)Vであり, 「まち」で消費される電力は キ kW となり、送電で無視できない電力損失を生じている。 現実の送配電では交流が用いられている。 交流は相互誘導を原理とする変圧器を用いて容易に高電 圧から低電圧を得ることが可能であるからである。 変圧器を用いて高電圧を低電圧化し、各家庭では 100Vまたは 200V程度の電圧で受電を行う。 送電における高電圧のまま各家庭が受電することは危険 であるため, 安全性を考慮し、各家庭では低電圧で電気エネルギーを使用する。 -9-

これの（1）から（4）全部の解き方が分かりません。 詳しく教えてください🙏

71. 保存力以外の力の仕事 図のように,点Aで静止していた質量m=2.0kg の 物体が傾き=30°のなめらかな斜面を静かにすべりだし, 点Bで速度がv [m/s] になっ した。斜面に平行な力の向きを図のように定めるとき, l=1.0m, 重力加速度の大きさを g=9.8m/s2として次の問いに答えよ。 ただし √9.8=3.1 とする。 (1) 点Aにおける物体の力学的エネルギーを求めよ。 ただし位置エネルギーは点Bを基準とする。 (2) 点Bにおける物体の速度v[m/s] を求めよ。 (3) 斜面をあらい面にかえたとき, 点Bにおける物体の速度は 2.0m/sであった。そのときの動摩擦力が行っ た仕事 W [J] を求めよ。 (4) (3)のとき, 物体と斜面の間の動摩擦力F [N] および動摩擦係数μ' を求めよ。 ただし, 小数第2位を四捨五入 して求めよ。 [15 中部学院大] 正の向き

(2) 仮面の物体にかかる圧力に油の力が加わるイメージがつかないです

82. 液体中でのつりあい 図のように, 水と油からなる2 h₂ 層の液体があり, 水は底面から高さん の位置まで, 油はそ こから高さんの位置まで入っている。 水と油の境界面に は,密度の一様な物体が浮いている。 物体は一辺の長さが 1の立方体で, 高さ 1/31の部分まで水の中に沈んでいる。 重力加速度の大きさをg, 大気圧を Do, 水の密度を ρ, 油 の密度をp2 とし, P2<p である。 (1) 水と油の境界面において, 水が受ける圧力を求めよ。 (2) 物体の上面における圧力, および下面における圧力を求めよ。 (3) 物体が静止していることから. 物体の密度を求めよ。 h₁ 油 水 ( 13. 青山学院大 改)

(3)でoaを出す時にv^2/2g×cos45では出せないのでしょうか？

実戦 基礎問 4 斜面との衝突 図のように、水平面と 45° をなす斜面 OP 上の点Oか ら、斜面の上方に向けて質点を発射したところ, 質点は 斜面上の点Aに衝突した。 座標軸は、点Oを原点とし, 軸を水平右向きに,y軸を鉛直上向きにとる。 質点の 初速度はr-y面内にあり、その成分をuとし,y成分 をひとし,重力加速度の大きさをg とする。 (1) 質点を発射してから点Aに衝突するまでの時間を求めよ。 (2) 質点が点Aに垂直に衝突するようにしたい。ひとりの比帯をいくらに すればよいか。 7 O > 45° 700 (3) 次に, vを変えないで, uだけを変化させOA を最大にするためのuの (学習院大) 値と OA の最大値を求めよ。 211 A IC

物理基礎です。 書き込みは気にしないで下さい。 問題はa.bのAが受ける力の大きさをそれぞれ求めよ。 というものです。

(b) 糸2が引く力T2 〔N〕 T 1884 T₁ - 40 = √2 31 天井 -5° = 10 N) 2 <平) ON 5.90 (3) (a) 糸1が引く力 T 〔N〕 2 T 1. X (a) (4) (a)糸1が引く力T]〔N〕 (b) 糸2が引く力T2〔N〕 T = 20 = 2: √√3 T₁ √3 T. 1.73 = 40 =23.1 〃 40 T₂:20=2= / X (a) 12₂2 = 40 1 T1 45° √2 Ro d*** 335 -X 23X10 N (b) 60 20N 173 519 1.73 ×4 892 (b) 45° *17 A (重さ40N) 10 M 40 N 30° 糸2 Tz A (重さ20N) 天井 346 X 1.03 400.0 346 .73 5440 $19 40X10N 2.31 ROCHROMO * T 210

物理基礎　水圧の問題です。 2の問題で解答の下線部黄色から、下線部緑の式になるのはどうしてか教えて頂きたいです。 よろしくお願いします。

00gの きく して 圧力 2. 水深5.0m における圧力は何Paか。 大気 圧を1.0×105 Pa, 水の密度を1.0×10kg/m² とする。 MU.A-0.1- no.are.l-e.e-リーバー 3. 体積 V[m²]の物体を水(密 度p[kg/m²])に浮かべたと ころ、物体の体積の 12/248が水 面より下に沈んだ。 物体にはたらく浮力の 大きさF[N] を求めよ。 重力加速度の大き 600 A さを g [m/s'] とする｡ FUPE 340.8 % Act (1) は大気圧を 2. 水中での圧力は大気圧をpo として して 「p=po+phg」 と表される。 よって p=1.0×105+(1.0×10℃) ×5.0×9.8 台小 面 「平次=1.0×105 +49×10=1.0×105+0.49×10 カ 20 平=1.49×10°Pa TUCSA S ≒1.5×105 Pa 20 3.浮力の式「F=pVg」より 3 F=p•V•g=pVg [N] 3 4 4 TAFOR