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物理 高校生

基本例題22ではグラフをずらして考えていないのに、182ではグラフをずらして考えているのですがその違いが分かりません。教えてください!

振動数、渋の速さは、 (4) 波の速さは 4.0m/s なので, 1.0s間に4.0m進む。したがって, 15s なので,波の迷さvlm/s」は、 0= =4.0m/s 1.5 実線波形の x=2.0mの山は, 1.5s 後の破線波形において、 x=8.0mの位置に移動 している。 0 34567 8 x[m] テ0.40 =2.5 Hz 1 振動数:「=- T - 0.20 f=リ-4.0 8.0 /o) 振動数f[Hz]は, ひ=f入の公式から、 波の速さ:v=fス=2.5×4.0=10m/s ) aとcは振動の端なので速さが0である。 のとbの向きは,微小時間後の波形を描いて調 べる。 0:上、 b :下, aとc:速さ 0 =0.50Hz (Point 媒質の速度の向きを調べるには, 微 小時間後の波形を描くとよい。 Tーナー050-2.05 ○ (4) 3.0s後に, 波は 1.5波長分を進む。波は 周期 T[s]は, f 0.50 1波長分進むと同じ波形 基本問題 185, 186 になるので、t=0のグラ フを0.5波長分進ませて 射がおこらないとし きの波(黒色の破線 き,自由端に対して 称に折り返す。 基本例題22 縦波の横波表示 ませたものとなる。 進行方向 図は、ある時刻における縦波を,横波のように表 変 位 描けばよい。 182. 横波の振動 したものである。次の(ア)~(オ)に該当する媒質の 点を,記号a~hを用いて答えよ。 ()最も密の部分 解答(1) y軸の正の向き (2) 速度が0の点: a, c 速度が最大の点: b (3)同位相:d,逆位相:b e g la b A (イ) 最も疎の部分 (エ)左向きの速度が最大になる部分 T T |2 (ウ)速度0の部分 -A (オ) aが1回振動し終わったとき, aから出た波が進んでいる点 指針(1)媒質の各点は,y方向に単振動をしている。微小時間後の 波形を描いて,媒質の変位の向きを判断する。(2) 単振動における速さ は,振動の中心で最大,振動の両端で0となる。(3) 互いに同位相の点 は1波長分はなれており,互いに逆位相の点は半波長分はなれている。 (4)点bの時刻0における変位は0であるが,どちら向きの速度をもっ ているかを判断し, グラフを描く。 解説)(1) 微小時間後の波形を描くと,図のよう になる。点0の変位の向きは,y軸の正の向きであ 横波表示を実際の縦波の変位にもど 指針 縦波の横波表示は, 変位をy軸に回 転させたものである。実際の縦波の変位は,y軸 の正の向きの変位をx軸の正の向きへ, y軸の負 の向きの変位をx軸の負の向きへ回転させて示さ れ、国のようになる。 解説 して考える。媒質の各点は単振動をしている。 (イ) a,e (ア) C,g (ウ) 変位が最大となる部分である。b, d, f, h (エ) 変位0の点が速度最大であり,横波表示に おいて微小時間後の波形を考えたときに,変位 が負の向きになる点が左向きの速度をもつ。 a,e YA 波が進む向き a る。 (オ)波は,媒質が1回の振動をすると,1波長 進む。e C d (2) 媒質の速さは、振動の中心(変位0の場所)で最大, 振動の両端(最大変位の場所)で0となる。速度が0 a bcdef g h 破線は微小時間後の波 1

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物理 高校生

(3)の問題で浮力の向きが図のようになる理由を教えてください!

物理2次特編3回目 時間:20~30分 1) Po 図のような熱気球がある。風船部分の体積をV, 全体の 質量を Mとする(風船内の空気の質量は含まない)。風船内 の温度は大気の温度とは無関係に自由に制御できる一方, 風船部分には空気の出入りロがあり,風船内の圧力は常に 大気と同じ値に維持される。風船内部の空気を加熱すると, 大気と比べて密度が低くなるため,熱気球は遅力を得る。 地表付近の大気は, 絶対温度To, 圧力 P。であった。気体 定数をR, 空気のモル質量(1mol 当たりの質量)をm, 重 カ加速度の大きさをgとする。以下では, 風船部分の体積Vは一定であり,風船部分以 外からの浮力はないものとする。また, 気球の高さは十分小さく,風船内の空気の圧力は 一様であるとみなしてよい。空気は理想気体として取り扱うことができるものとして,次 の問いに答えよ。 V M M To, Po ア 2 n 初め,風船内の空気は大気と同じ温度であり, 熱気球は浮上しておらず, 地面に接して いた。 Po= (1) 風船内の空気の質量を To,Po, m, R, Vを用いて表せ。 (2) 地表付近の大気の密度 PoをTo, Po, m, Rを用いて表せ。 (3) 風船内の空気の温度をゆっくりと上げていくと, ある温度で熱気球が地面から離れ た。このときの風船内の空気の密度 p」を Po, V, Mを用いて表せ。また,このとき の風船内の空気の温度T,を Po, P1, T,を用いて表せ。 (4) 風船内の空気の温度をどれほど上げることができたとしても,熱気球の質量が大き すぎれば浮上しない。すなわち, 熱気球が浮上することができるとき, その質量 Mは ある値 M。より小さくならなくてはならない。M。を Po, V, gのうち必要なものを用 いて表せ。 (5) To=300 K, Po=1000 hPa, V=2000 m° のとき, M,を計算せよ。 必要なら g=9.8 m/s?, m=29 g/mol, R=8.3 J/(mol-K) を用いよ。有効数字1桁まで求め, 解答には単位も付すこと。 c3) Pit 次に,浮上し始める温度T, が一T。となるように熱気球の質量Mを調整した。 (6) このときの熱気球の質量 MをTo, Po, m, R, Vのうち必要なものを用いて表せ。 その後,風船内の空気の温度をT,よりわずかに上げ, 熱気球が浮上した後すぐに空気 の温度をT,に戻した。すると, 熱気球は地表から h(>0)の高さまで上昇し, 静止した。 大気の圧力と温度は高所では減少することが知られている。地表付近では, 地表からの高 さxの関数として大気の圧力 P(x) と温度T(x) を以下のように定数αおよびβを用いて 近似的に表すことができる。 P(x) =P1- T。 号) T(x) =To-Bx 上式が常に成りたつものとして次の問いに答えよ。 (7) 高さ*での大気の密度をT。 Po m Ra のるキ ン の ロ」

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物理 高校生

高1物理基礎の波 Bの(1)(3)とCの問題の解き方を教えてください。

波動 確認シート2 番なまえ( 1年 A. (1)図は、速さ 0.25m/s で進む正弦波の時刻剣=0S での波形である。時刻 t=4.0s での波形を図 かきこめ。 y[m)} 0.25 ァf0 -/、0m 0 Ao 20 30 A.0 5.0 6. Ao xm) (2) 図は、速さ 1.5m/s で進む正弦波の時刻 t=Os での波形である。時刻 t=20s での波形を図に かきこめ。 im]} 1.5 * 2.0 = 3.0m 0 1.0 20 40 5.0、60 025 &「2 1 7,080 x(m) B. | 図のように正弦波がェ軸上を正の向き に速さ 2.0m/s で進んでいる。位置 x= の媒質の変位の時間変化を y-t図に表せ。 (1)x=0m(原点)、 yCm)t で 0257 [m)} 3,0- 2.0m/s 0 6.0 7.0 8.0 {s) 1.0 2.0 3.0 4,0 5.0 ま=0s 入= 8 x[m) 16 -3.0+ V- 20 Im)} 3.0- V=プス x(m) (2) x=2.0m yCm) 『=1.0s 0 2.0= 8J -3.0+ 3-025 m) 3.0- m) =ー t=2.0s 0 0 10 20 3.0 4,0 5,0 6.0 70 8,0 [s) -3.0+ 0-25ミテ m)} T24. =3.0s 0 10 12 14 16 (3) x=4.0m -3.0- y[m) [m)} 3.0- x[m) 10/12 14 16 t=4.05 0 0 -3.0+ 1.0 2.0 3,0 4,0 5.0 6.0 7.0 8.0 [s) y(m]} 3.0- C. y-x 図とy-t図 正の向きに進む正弦波の, 時刻 t%3DOS での 波形を表す。各問いで示された位置における 媒質の変位の時間変化を y-t図に表せ。 次のyーx図は,x軸上を サ=1.0m/s 0 1.0 2.0 3,0 4.0 5.0 6.0 -3.0- x=2.0m x=3.0m nt y(m)} 0 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 :[s) 1.0 2,0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 s)

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高1物理基礎の波 Bの(1)(3)とCの問題の解き方を教えてください。

波動 確認シート2 番なまえ( 1年 A. (1)図は、速さ 0.25m/s で進む正弦波の時刻剣=0S での波形である。時刻 t=4.0s での波形を図 かきこめ。 y[m)} 0.25 ァf0 -/、0m 0 Ao 20 30 A.0 5.0 6. Ao xm) (2) 図は、速さ 1.5m/s で進む正弦波の時刻 t=Os での波形である。時刻 t=20s での波形を図に かきこめ。 im]} 1.5 * 2.0 = 3.0m 0 1.0 20 40 5.0、60 025 &「2 1 7,080 x(m) B. | 図のように正弦波がェ軸上を正の向き に速さ 2.0m/s で進んでいる。位置 x= の媒質の変位の時間変化を y-t図に表せ。 (1)x=0m(原点)、 yCm)t で 0257 [m)} 3,0- 2.0m/s 0 6.0 7.0 8.0 {s) 1.0 2.0 3.0 4,0 5.0 ま=0s 入= 8 x[m) 16 -3.0+ V- 20 Im)} 3.0- V=プス x(m) (2) x=2.0m yCm) 『=1.0s 0 2.0= 8J -3.0+ 3-025 m) 3.0- m) =ー t=2.0s 0 0 10 20 3.0 4,0 5,0 6.0 70 8,0 [s) -3.0+ 0-25ミテ m)} T24. =3.0s 0 10 12 14 16 (3) x=4.0m -3.0- y[m) [m)} 3.0- x[m) 10/12 14 16 t=4.05 0 0 -3.0+ 1.0 2.0 3,0 4,0 5.0 6.0 7.0 8.0 [s) y(m]} 3.0- C. y-x 図とy-t図 正の向きに進む正弦波の, 時刻 t%3DOS での 波形を表す。各問いで示された位置における 媒質の変位の時間変化を y-t図に表せ。 次のyーx図は,x軸上を サ=1.0m/s 0 1.0 2.0 3,0 4.0 5.0 6.0 -3.0- x=2.0m x=3.0m nt y(m)} 0 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 :[s) 1.0 2,0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 s)

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物理 高校生

高校物理 物体が傾く条件の問題です。 (7)の解法を教えていただきたいです。

*15.(物体が傾く条件) 一辺がa[m) で質量が m [kg〕 の一様な立方体形の物体が水平面上 に置かれている。物体と水平面の間の静止摩擦係数をμとし, 重力加 速度の大きさをg[m/s°] とする。 図1,図2,図3は物体の重心を通 る鉛直断面を表している。 図1のように物体の右下の角Aに水平方向右向きの力を加え,その カの大きさを徐々に大きくすると物体がすべり始めた。 (1) 物体がすべり始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 次に,図2のように物体の右上の角Bに水平方向右向きの力を加え,その力を徐々に大き くしたところ,物体はすべることなく傾き始めた。 (2) 重力による角Aまわりの力のモーメントの大きさを求めよ。 (3) 物体が傾き始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 (4) 物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の,静止摩擦係 数μの条件を求めよ。 今度は,図3のように物体の左上の角Cに水平方向からの角度 mg a- 図1 a B-カ の 図2 O[rad] (0s0s- ハ)の向きにカを加えた。その力を徐々に大きくした ところ,加えた力の大きさがF[N)のときに, 物体はすべることなく 傾き始めた。 (5) 物体が傾き始めたときに,物体が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを求めよ。 (6) 物体が傾き始めたときの力の大きさFを求めよ。 (7) 0を変えると, 物体が傾き始める力の大きさFを最小にすること ができる。その角度 6m [rad] を求めよ。 今 (8) Omの方向に力を加えるとき,物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の, 静止 摩擦係数μの条件を求めよ。 ドカ 図3 25in0r050= Sin2 (14 金沢大) (1 pmg ( - amg ()--ot =0, m T。 (41*ミ4 0.5ミA guist-bw -N 14) (6) Aのまわりのカのモーメトは amg-facos(年-0)20 0)- cos co>0t ここ co4- 号(oe ) ニ FrAn、長(she489) = FV こ0 aw4 fCstmot cos0) 20 2(5mg4co8)

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物理 高校生

高校物理 物体が傾く条件の問題です。 (7)の解法を教えていただきたいです。

*15.(物体が傾く条件) 一辺がa[m) で質量が m [kg〕 の一様な立方体形の物体が水平面上 に置かれている。物体と水平面の間の静止摩擦係数をμとし, 重力加 速度の大きさをg[m/s°] とする。 図1,図2,図3は物体の重心を通 る鉛直断面を表している。 図1のように物体の右下の角Aに水平方向右向きの力を加え,その カの大きさを徐々に大きくすると物体がすべり始めた。 (1) 物体がすべり始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 次に,図2のように物体の右上の角Bに水平方向右向きの力を加え,その力を徐々に大き くしたところ,物体はすべることなく傾き始めた。 (2) 重力による角Aまわりの力のモーメントの大きさを求めよ。 (3) 物体が傾き始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 (4) 物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の,静止摩擦係 数μの条件を求めよ。 今度は,図3のように物体の左上の角Cに水平方向からの角度 mg a- 図1 a B-カ の 図2 O[rad] (0s0s- ハ)の向きにカを加えた。その力を徐々に大きくした ところ,加えた力の大きさがF[N)のときに, 物体はすべることなく 傾き始めた。 (5) 物体が傾き始めたときに,物体が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを求めよ。 (6) 物体が傾き始めたときの力の大きさFを求めよ。 (7) 0を変えると, 物体が傾き始める力の大きさFを最小にすること ができる。その角度 6m [rad] を求めよ。 今 (8) Omの方向に力を加えるとき,物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の, 静止 摩擦係数μの条件を求めよ。 ドカ 図3 25in0r050= Sin2 (14 金沢大) (1 pmg ( - amg ()--ot =0, m T。 (41*ミ4 0.5ミA guist-bw -N 14) (6) Aのまわりのカのモーメトは amg-facos(年-0)20 0)- cos co>0t ここ co4- 号(oe ) ニ FrAn、長(she489) = FV こ0 aw4 fCstmot cos0) 20 2(5mg4co8)

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