N＝0なのはなんでですか？N＝0だと離れてしまっている

POWE 図のような傾斜軌道を下り, 半径rの円形のレール を滑走する台車について考える。台車の質量をm、重 力加速度の大きさをgとし, 台車は質点として扱い, 台車とレールとの間の摩擦を無視する。 (1) 台車の出発点Aの高さをんとし, レールの円形 部分の頂点をCとする。 ∠COB が0となる点Bで, レールが台車におよぼす力の大きさNを求めよ。 (2) 台車が点Cを通過するための, 出発点の高さんの最小値ん。 を求めよ。 指針 (1) 力学的エネルギー保存の法則 を用いて, 点Bでの速さを求め, 台車の半径方 向の運動方程式を立てる。 (2) (1) の結果を利用する。 点CでN≧0であれ ば、台車は点Cを通過できる。 すなわち,高さ ん。 から出発したとき, 点CでN=0 となる。 解説 (1) 点Bの高さ は,図から,r(1+cose) と 表される。 点Bでの速さを ひとし, 水平面を基準の高 さとして, AとBとで, カ 学的エネルギー保存の法則 を用いると, mgh= -mv²+mgr (1+cose) ... ① 地上から見ると,点Bにおいて台車が受ける力 は,重力,垂直抗力である。 重力の半径方向の 成分の大きさは mg coseであり, 半径方向の rcoso IN B mg mg cose 運動方程式は, 02 m r N= OO A img cos0+N... ② 式 ① ② から”を消去し, Nを求めると, mg (2h-2r-3r cos0) r 0= 発展問題 212, 213,214 0 mg r A (2) 点Cでの垂直抗力Nは, (1) のN00 を 代入した値で表される。 また, 求める高さん。 は, 点Cで N = 0 になるときの値である。 (1) の結 果から, (2ho-5r) Q Poin 《Point h=5r/2のとき, 点Cで台車の速 さが0となるわけではなく, ん。 は, 力学的エネ ルギー保存の法則だけでは求められない。 N = 0 となるとき, 台車は, 点Cで重力を向心 力とする円運動をしている。 B 5 =r

今まで円運動の観測者の加速度=向心加速度としていたのですが、向心加速度+重力加速度とならないのはなぜですか？

問題 点Oに固定した長さ[m]の軽い糸に、質量 m[kg]の小球をつける。 糸がたるまないように小 A 球を水平の位置Aまで持ち上げ、静かにはなす。 小球が最下点Bを通る瞬間、 糸はBの真上r [m] の距離の点Cにある釘に触れ、その後、小球は 点Cを中心とする円運動をする。重力加速度の 大きさをg[m/s2]とする。 この一連の運動で、小球の力学的エネルギーは保存する。 (1) 力学的エネルギーの保存より、 ngl=/matoot mgar 2r (1)小球が図の最高点Dに達したとする。点Dにおける小球の速さv[m/s]と、糸が小球を引く 力の大きさTD[N]を求めよ。 (2)糸がたるむことなく小球が最高点Dに達するためには、rがある大きさrmax以下である必要 がある。 'max [m]を求めよ。 2 ･･･ + V₁²= 2gl-4gr No=/2gle-2r][m/s] 小球とともに回転する立場で考えると、お二 向心力にあたるのは、mg+T 慣性力 mF ·lo (中心方向) 0 = (mg+To) - m- / ² 上 To = (2g(1-2ヶ)) - meg - (22-4r-r) = ※点Dでは、接線方向に 力がはたらかないので、 加速度は、向心加速度のみ。 = 向心加速度 2l-5r r D -mg [N] B

(4)で、W=3/2nR⊿Tで⊿T=0からw=0になってしまったんですが、どうすればいいのでしょうか？？

リード C 基本例題 25 気体の状態変化 PA 1molの単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ3po せた。C→A は温度 T の等温変化であり,その際気体は 外部へ熱量 Q を放出した。 次の量を, To, Q, および, 気 Po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また,問いに答 O 第8章 気体分子の運動 気体の状態変化 69 えよ。 (1) 状態 B の温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収した熱量QBc (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WCA 問 Q=1.1RT のとき, 1サイクルの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 3poVo=RT A→Bは定圧変化である。 気体がし た仕事は 「W'= AV 」 より WAB=3pox (3Vo-Vo)=6poVo ①式を用いて WAB=2RT このときの内部エネルギーの変化 4UNBは「AU = 12/23nRAT」より 3 4UAB = 1 ×1×R(3To-To)=3RT 熱力学第一法則 「4U = Q+W」 と 「W=-W'」 より 「Q=4U+W'」 (W' : 気体がした仕事) なので QAB=3RT+2RT=5RT。 (3) B→Cは定積変化なので、気体が外部 にした仕事 WBc=0 である。 このと きの内部エネルギーの変化⊿UBCは 4UBc=1×1×R(T-3T) A =-3RTo Vo 指針 気体がした仕事を W' とすると, 熱力学第一法則 「4U = Q+W」と「W=-W'」 より 「Q=4U + W'」 となる。 各過程での Q, 4U, W' を表にまとめながら考えるとよい。 熱 効率を求めるとき, 「気体がした仕事」 は正の仕事・負の仕事をあわせた正味の仕事を考え る。一方, 「気体が吸収した熱量」 には、気体が放出した熱量を含めない。 「Q=4U+W'」 より 解答 (1) 状態AとBとでシャルルの法則を用 Vo_3Vo To いると TB よってTB=3To (2) Aでの状態方程式より 3poxVo=1×RT。 ►► 130 3VoV QBc=-3RT+0=-3RT。 [注 QBc<0であるから, 実際には気体 は熱を放出したことがわかる。 (4) C→A は等温変化なので, 内部エネルギ の変化 4UcA=0 である。 また,問題 文より,気体が放出した熱量はQである (吸収した熱量はQo)。 「Q=4U + W'」 より -Qo=0+Wc よって WcA=Qo 以上の結果を下の表にまとめる。 -3RT-3RTo 4U + W' A→B (定圧) 5RTo 3RT 2RTo BC (定積) 0 - Qo 0 -Qo CA ( 等温) 一周 2RTo-Qo 0 |2RT-Qo 問 気体がした正味の仕事 W' は W'=WAB+WBc+WcA=2RT-Qo 気体が吸収した熱量 Qin は Qin=5RT [注 放出した熱量を含めてはいけない。 W' 2RTo-Qo Qin 5RT｡ よってe= ここで, Qo=1.1RT を代入すると 2RT-1.1RT 0.9 e= 5RTo -=0.18 5

物理の直流回路に関する問題です。 (2)についてです。 十分時間後コンデンサーに電流がこれ以上流れ込まなくなると、全ての電流が再び左半分の回路に流れるようになると思ったのですが、解説では2Rに流れる電流が最初と異なっています。 理由をどなたか分かりやすく教えて欲しいです... 続きを読む

チェック問題 2 コンデンサーのスイッチの切りかえ 標準 10分 はじめ、すべての電気量は0で ある。 図の回路で, (1) スイッチを閉じた直後に2R の抵抗を流れる電流I を求めよ。 解説 (1) 「スイッチを閉じた 「直後」というのは「コンデンサー に電流が流れ込み始めたが, だ電気量は0である」というこ とだね。 図のように作図する。 2Rに流れている電流I の一部 がiに,残りがI-iとなって いることに注目しよう。 ⑦ : +2RI+iR-V=0 イ:+0+0+(I-i)R-iR=0 2V V .. ]=- 答i=5R 5R (2) 「十分時間後」というのは「も はやこれ以上コンデンサーに電 流は流れ込まない」ということ だね。図bのように作図するぞ。 ア:+2RI'′+I'R-V=0 ① : + V1+V+0-I'R=0 __:-CV1+2CV2 図b = 0 V (2) 十分時間後のコンデンサー Cの電気量Qを求めよ。 R (3)(2)の後,スイッチを開いた直後にRの抵抗に流れる電流 を求めよ。 図 a 2RI ア スイッチ i ON! 直後 ア 2RI' 2R R |十分時間後 iR イ (I-i) R 図a I' I'R 0 Ho Hot C I-i 流れない 0 カラ 0 2C 0 0 0 カラ +CV1 CV -CV1 +2CV2 2C QV2 -2CV₂

どうやればいいのか分かりません。お手隙の方、ご助力くださいm(*_ _)m

問題 (1) 図のように, 太陽を1つの焦点として, ある惑星が楕円運動をしている。 太陽からこの惑星の近日点(点 A)までの距離を遠日点(点B) までの距離を 2 とする。 また惑星の近日点での速さをとする。 2=5r2 のとき, 惑星の遠日点での速さはの何倍となるか。 F2 B (2) 土星の公転軌道の半長軸は地球の 9.6倍である。 土星の公転周期は何年か。 地球の公転周期を1年とする。 必要ならば, v9.6=3.10 を用いよ。 (3) 質量が12kg 3.0kgの2物体を, 3.0m だけ離して置いたとき、この2物体間にはたらく万有引力の大き さは何Nか。 ただし、 万有引力定数を6.7 x 10-11N・m ²kg² とする。 (4) 質量が1.6×102kgの物体が地球表面にあるときの万有引力による位置エネルギーは何Jになるか。 た し、地球の半径を6.4×10m, 地球の質量を6.0 x 1024kg, 万有引力定数を 6.7 x 10-11N・m²/kg² 地球から無限遠点を万有引力による位置エネルギーの基準点とする。

答えは(1)0.9 N (2)3.5 rad/s 向心力と摩擦力は同じってことですか？ 解説載ってないので解説お願いします。

25 30 類題 12 水平なあらい回転台に置かれた質量 2.0kgの物体が, 回転台とともに半 径 0.20m の等速円運動をしている。 物体と回転台との間の静止摩擦係 数 0.25, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 等速円運動の角速度が1.5rad/sであるとき, 物体にはたらく静止 摩擦力の大きさ F[N] を求めよ。 (2) 角速度を徐々に大きくしていくと, 物体が回転台上をすべり始めた とする。このときの角速度wmax [rad/s] を求めよ。

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

ボーアの法則の所なんですが、「最長波長がn´ =3からn=2へ移るとき、」と書いてありますが、どうしてそう分かるんですか？？ なにか軽く理論的な事も言ってくださると幸いです…

とびになるわけだね。 J12 実験式 1/1=R (12/12/12/12 ) よりバルマー系列の最長波長と最短波長をR で表 n'² せ。 13* バルマー系列の最短波長はライマン系列の最長波長の何倍か 5 Rhc

ピンクの線の箇所で、電気量の保存を用いるのはわかるのですが、右辺の符号がしっくりきてません、 教えてください🙏

96 15 直流回路 必解 118. <コンデンサーを含む直流回路・最大消費電力〉 抵抗値[Ω] と R [Ω] の抵抗1と抵抗2,電 気容量が C 〔F〕 と C2 [F] のコンデンサー1とコ ンデンサー 2, およびスイッチとからなる回路 がある。電池の起電力はE[V] であり, 内部抵 抗は無視できる。 スイッチを1の側に入れてか ら十分に時間がたった。 (1) コンデンサー1の極板Aに蓄えられている 電気量 Q[C] を求めよ。 AFY (2) コンデンサー1に蓄えられているエネルギーU [J]を求めよ。 続いて,スイッチを2の側に入れてから十分に時間がたった。 抵抗 10 P2 r 抵抗 2 R P1 電池 A C1 P3 コンデンサー1 コンデンサー 2 E B C2 Pos 2- スイッチ (3) 抵抗2の両端の電位差 V [V] を求めよ。 (4) 抵抗2の消費電力は、抵抗値尺がいくらであるとき最大になるか。 また, そのときの消費 電力 P[W] を求めよ。 (5) C=C, C2=4C として,コンデンサー1の極板Aに蓄えられている電気量 Qi〔C〕 および コンデンサー2の極板Bに蓄えられている電気量 Q2 [C] を求めよ。 [福井大〕

1枚目→問題 2枚目→解答解説 (2)の問題で質問です。 AG間の電圧はこれらの和に等しい(ピンクマーカー)とありますが、何故電圧が各抵抗の和に等しいのか分かりません。 よろしくお願いします。

SLOTTS. AT B. C A 47 LLP F 1017 481. 抵抗の合成抵抗値がいずれも [Ω]の12本の抵抗で, 図のような立方体の形の格子をつくる。 AとGを電源につない だところ, AからGに向かって I [A] の電流が流れた。 (1) AD, DH, HG間を流れる電流はそれぞれいくらか。 (2) AG間の電圧はいくらか。 (3) AG間の合成抵抗はいくらか。m01×0.2 ヒント (1) Aで電流は3等分され,B,D,Eでさらにそれぞれが2等分される。 A E HAVA