写真の問題についてですが、真空内に気体が広がったとき仕事が0とはどういうことですか？逆に容器Bに気体があった場合、容器Aの気体は仕事をしたことになるのですか？ 気体の仕事は問題の中だとピストンを動かしたかどうかで決まるものではないのですか？解説おねがいします。

43 ボイル・シャルルの法則 ③ 図のように,栓Cが付いた細い管でつながれた二つの円筒容器 A,Bがある。左の容 器 A の体積は Vo で, 右の容器Bには, なめらかに動く断面積Sのピストンが取り付け られている。 はじめ, 栓Cは閉じられており、容器Aには温度 T で外部と同じ圧力 Po の気体が入っている。また, 容器Bの内部は真空であり、体積が!となるようにピス トンが固定されている。 ただし, 円筒容器, 栓,ピストンは熱を通さず, 細い管の体積 は無視してよいものとする。 2 < 2005年 本試〉 49 容器 A Vo. To. Po 栓C 容器B Vo 2 真空 ピストン (断面積 S ) Po 問1 ピストンの位置を保ったまま栓Cを開くと、気体が容器 A, B 全体に一様に広が り温度は変化しなかった。 この過程に関する記述として正しいものを、次の①~④ のうちから一つ選べ。□△ ① 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は減少した。 ② 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は変化しない。 ③ 気体は外部に対して仕事をし、 気体の圧力は減少した。 ④ 気体は外部に対して仕事をし、 気体の圧力は変化しない。 JET JANU 解説 問1 容器A内の気体が容器Bに広がるとき, 容器B内は真空なので,気体は仕 事をしない。 また, 円筒容器, 栓, ピストンは熱を通さないので,この変化は断熱変 化である。 気体の内部エネルギーの変化量を4U, 気体が外部へした仕事を Wout, 外 Wout = 0, Qin=0 より, 内部エネルギー 4U =0 となり, 温度が変化しない。開栓後 の圧力をP' とすると, ボイルの法則より, 3 PV=P.Vo よって P'=1/32P 2 2 これより, ① が正しい。 SH SH $

⑶の解説の丸で囲ったところがわかりません。

(3)(2)の時刻におけるP, のようなことが起こるかを簡潔に答えよ。 18 斜方投射図のように、水平から 60°の斜め上方 に小球を発射する装置がある。 小球を速さ”で鉛直な壁 面に向かって打ち出した。 小球は, 高さが最高点に達し たとき, 点Qで壁面に垂直に衝突した。 壁は点Pから 水平方向にだけ離れており,点Qは点Pよりんだけ 高い位置にあった。 ただし, 小球は壁と垂直な鉛直面内 を運動し、空気抵抗は無視できるものとする。 また、重 力加速度の大きさをg とする。 (1) 発射直後において、小球の水平方向の速さは1である。発射から壁に衝突するまで, 小球は水平方向には速度が一定の運動をする。 発射直後から小球が壁に到達するまで の時間tを, v, lを用いて表せ。 の部分(QTRC √√3 (2) 発射直後において, 小球の鉛直方向の速さは である。 小球は鉛直方向には加 2 Mic 速度が一定の鉛直投げ上げ運動をし、点Qで鉛直投げ上げ運動の最高点に達する。 h を, v, g を用いて表せ。 (3) はしの何倍か求めよ。 ト PZ60° 小球 (20 計)

この問いの解説部分が全く何言ってるのわからないので教えていただきたいです。 台とともに運動するっていうのは台に乗ってる観測者だと思っていいんでしょうか？ それから、「よって〜〜、水平成分は同じになる」 と言う部分がなぜそうなるのかわかりません。

図3のように, ストッパーを取り除いて台の固定を外し,台が静止している状態で質 小球は AB部分を速さ2√gr で運動し, 小球が点Bを通過すると,台は右向きに動き 量mの小球を台の上面AB部分に置き, 右向きに初速を与えると, 台は静止したまま、 はじめた。その後、小球は点Cを通過して台から上方に飛び出した。 水平面 一 小球(m) A 2√gr 0 B 図3 r 台 (3m) C DA 問6 小球が点Cを飛び出すときの台の速さと小球の速さをそれぞれ求めよ。 H

hを写真三枚目のようにしたのですが、答えは公式2を使ってました。距離=速さ×時間は上から見た場合は等速直線運動だけど横から見た場合、投げあげ運動だから使えないのですか？

6* 水平な床面上で鉛直な壁よりだけ離れた 点Aから, 壁に向かって初速 vo, 角度0で 投げた小球が, 滑らかな壁面上の点Bに衝 突してはね返り, 最高点Hに達した後再び 床に落ちた。 衝突の際の反発係数をe とし, ひ 重力加速度をg とする。 (1) 小球が投げられてから壁に衝突するまで の時間tはいくらか。 衝突した点Bの高 さんは,床からどれだけか。 (2) 小球が投げられてから最高点Hに達するまでの時間はいくらか。 また, 点Hの高さH は, 床からどれだけか。 (3) 最高点に達する前に壁に衝突するためにvo が満たすべき条件は何 か。 (4) はね返った小球が床上に落ちた点は, 壁からどれだけ離れた距離に あるか。 (宮崎大+ 神奈川工大) DOD 12 剛体のつり合い 力学 9 床 A の一 H 壁 上・下のつり合い 力のつり合い [ ・左右のつり合い 力のモーメントのつり合い… 反時計回り=時計回り B 力を,直角をなす2方 向に分解して扱う。 0.4m

（1）が分かりません なぜ糸の傾きより電車の加速度が左向きですか？ そして（4）でなぜ張力は関係ないのか分からないので教えて欲しいです

■/s? (3) 等速円 より α = 0.50×4.0²= 8.0m/s² 基本例題 13 慣性力 一定の大きさの加速度αで進行中の電車の天井から 質量mのおもりを糸でつるした。 電車内の人には,糸 が鉛直方向から角度0傾いて静止しているように見え た。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 電車の加速度の向きは右向きか左向きのどちらか。 (2) tan の値を求めよ。 解答 (1) 糸の傾きより慣 性力の向きは右 向きである。 よ SA よってω^2=36 ゆえにω'=6.0rad/s (3) 糸がおもりを引く力の大きさSをm, g, a を用いて表せ。 (4) 突然糸が切れた。 電車内の人から見ると, おもりの軌道はア~ウのいずれか。 [0]] 指針 電車に乗った観測者から見ると, おもりには慣性力がはたらいているように見える。その 向きは、電車の加速度の向きと反対である。 糸が引く力 Scoso 慣性力 ma NU って, 加速度の 向きは左向き。 Ssin (2) 電車内の人から 見ると,重力, 重力 mg 糸が引く力, 慣性力の3力がつりあ っているように見える。 力のつりあ いより >>51,52,53,54 人 水平方向 : Ssin0-ma=0 鉛直方向: Scos-mg=0 sin a ① ② 式より tan0= COS O g (3) 糸が引く力の大きさは三平方の定理より S=√(mg)²+(ma)²=m√√g²+a² ④ 電車内の人から見ると, おもりは重力と 慣性力を受けて運動するように見える。 したがって, それらの合力の向きに、 等加 速度直線運動を行う。 よってイ 2

(4)と(5)の解き方が分かりません。教えて下さい🙇‍♀️

6 道路脇に停車中のパトカーの横を、 チャイルドシート非着用の子 供を乗せ、 10[m/s] の速さで等速運動する車が通り過ぎた。 パトカ ーは、この 2.0 [s] 後に追跡を開始し、加速度の大きさが 2.0[m/s2] の等加速度運動で車を追った。 運動は一直線上で行われるものと し、パトカーが出発した時刻を! として、各問に答えなさい。 (1) 時刻 t=0 での、 2台の車の間の距離を求めなさい。 (2) 時刻 t =6.0[s]での2台の車の間の距離を求めなさい。80-36=44 (3) 2台の車の進行方向を正として、(2)の時のパトカーから見た 追跡車両の相対速度を求めなさい。 -2.0 [m] (4) 一旦、 2台の車の間の距離が最大に広がった後、 パトカーが追 跡車両の後方20 [m] の位置に追いつく時刻を求めなさい。 (5) (4) の後、勢い余ったパトカーが追跡車両に対して後方から追 突しないためには、減速を開始する必要がある。 (4) の直後から 等加速度運動で減速するものとして､追突を避けるために必要 な、パトカーの加速度の大きさの最小値を求めなさい。

単振動の公式についてです。 変位の距離は、この公式だと、図の紫の部分ではなく緑の部分になるのではないでしょうか。 どうして紫の部分になるのでしょうか。

単振動の公式 その2 速度 ③ [rad/s] の等速円運動を,x軸上に投影した運動が単振動。 位 x = A sinwt 〇円運動 v=Aw cos wt 2 ■速度a=Aw' sin wt 円運動では v = Aw 円運動では a=Aw2 O wt A w=角速度 (11 1秒で移動する 角度 V: ●単振動 ▲x [m] A a: Au² sinut =w²³x O ^= Aust -A

2mva+0=(2m+m)vABの0は何を意味しているのですか。

'Q A 発展例題 14 重ねた物体との衝突 図のように, 水平でなめらかな床の上に,質量 2mの物体Aが置かれ,その上に質量mの物体Bが 置かれている。 Aと床の間には摩擦がなく, AとB の間には摩擦があるとする。 物体Aの左側から,質 量mの物体Cを速さで衝突させると,衝突は瞬間的におこり, 最初, 物体Bは動かな かったが,やがてBはAの上にのったまま, Aと同じ速度で運動するようになった。 A とCの間の反発係数をeとし,右向きを正とする。 衝突直後のAとCの速度をそれぞれ 求めよ。 また, 一体となったときのAとBの速度を求めよ。 指針 衝突は瞬間的におこるので,衝突直 後では, AとBの間でおよぼしあう摩擦力による 力積は0とみなせ, Bの速度は0である。したが って,衝突前と衝突直後で、AとCの運動量の和 は保存される。 その後, Bは動き出すが, 衝突直 後とそのときのA,Bの運動量の和は保存される。 解説 衝突直後のCの速度をvc, Aの速度 を va とする (図)。このとき, AがBから受ける PROSIONELE C Vc B A VAN 止し Cm 発展問題 195, 196 ■突園 の Bm per A Vo 力積は0とみなせる。 したがって, 運動量保存の 法則から,右向きが正なので, mv=mvc+2mvA & 978 反発係数の式は, e=- 1te 3 平水 (2m- J&LO VAVC 平1te NU VO 1-2e Vo 2式から VA 3 -Vo Vc=₁ 3 THE JS 0 9 5 4 1 0 TUUL また,一体となったときのAとBの速度をVAB と する。衝突直後とそのときとで、AとBの運動量 の和は保存されるので、 2mv+0=(2m+m)VAB 2m 0+0=3mUAB VAB= 2(1+e) 9 Vo

解説(2)の赤四角、✖️2はどこから来たのでしょうか、、

円筒容器の上端近くで, 振動数 500Hz のおんさを鳴らしなが 端から水面までの距離Lが, L=16.4cm, L2=50.2cmのときに ら容器Aを下げて, 円筒容器内の水面の位置を変えたところ,上 共鳴がおこった。次の各問に答えよ。 (1) cm か。 次に共鳴がおこるときの,水面までの距離は何 (2) 音の速さは何m/s か。 (3) 開口端補正は何cmか。 指針 (1) 開口端補 正を考慮すると, L2-L が半波長の長さに相当す る。 次に共鳴がおこるの は、水面までの距離が, L2 から半波長だけ長く常 なったときである。 (2) 「V=fa」を用いる。 4x SHOGHLA9. Janu (3) 開口端補正をxとすると, 4(L1+⊿x) =入 である。 Tr L 基本問題 378 A 2- 2011 V=fd=500×0.676=338m/s 2.S 解説 (1) 入/2=L2-L=33.8cmであり, 次の共鳴点 L3 は, L=50.2+33.8=84.0cm (2 03382-0.676mであり、音の速さは, (3) 開口補正 4x[cm] は、 図 3 音x=ーム=1×67.6-16.4=0.5cm 2\m BOTT* (D Point 開口端は厳密には腹ではないので =4L とするのは誤りである。 -閉管

抗力Rとはなんですか？ 垂直抗力ではないのですか？

IC 96 棒のつりあい ■ 長さ 重さWの一様な棒ABがあり, Ac7927 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは,Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により, 図に示す状態で支えられている。 ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分, 鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ry とする｡ Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題19 130° A 60° 30° B