（8）で、X4→X1の間で等速になる理由がわからないので教えてください。

13 静電気単振動 13 静電気単振動 水平右向きにx軸をとり, 原点を0 とする。 水平方向に -αx で表される 電場 (電界) をかける (x は座標で,αは 正の定数)。 そして, 水平右向きにベ ルトを一定の速さで動かす。 正電荷q を帯びた質量mの小物体Pを点0の位置でベルト上に置くと,Pは ベルトに対して滑ることなく動き始めた。 Pとベルトの間の静止摩 擦係数をμ1, 動摩擦係数をμ2 (<μ) とし, 重力加速度をgとする。 ベルトは帯電しないものとする。 電場 ベルト P Level (1),(2) (3)~(6) (7),(8) ★★ Point & Hint 力学としては, ばねに付けられた物体の動くべ 電場 Pはやがて位置 x = (1) で滑り出す。その後のPに働く合力F は,Pの位置 x を用いて, F = (2) と表せる。 Pはx=bで一瞬 で最大の速さvm=(4) 静止した後,左へ戻り, 位置 x2 = (3) となる。 x = b から x2 に至るまでの時間は = (5) である。 その 後, P は xs = (6) で再び一瞬静止し, 右へ動くが, x4= (7) でベルトに対して静止し, 再び滑り出すまでには, ベルトの速さを Vとすると, t2 = (8) の時間がかかる。 (関西大+ 大阪大) 47 ARRE

赤丸の問題が分かりません。答えはm=2です。 私はΔl=3√3d/2(=定数)であることから714(m+1/2)=429(m+3/2)と立式したのですが、答えが求まりませんでした。

薄膜における光の干渉は, シャボン玉の色付きなどに見られる身近な現象であるとともに、 膜厚計測など工学的にも重要な現象である。 図1のように, 屈折率 n, 厚さdの透明なフィ ルムに対して,入射角 Q1で波長の単色平面波の光が入射する場合を考える.ただし 262 n> 1 とし,nは波長によらず一定とする. 経路 Ⅰ 経路ⅡI 日 2 B 図 1 C 検出器 BY フィルム 0JJS bar ASTRO AR TEKS TERRES OD TUALE (い)の [1] 下記の経路I, 経路ⅡI を進む光について考える. フィルム周囲の媒質は屈折率 1.00 の空気とする. 以下の問いに答えよ. 経路 Ⅰ : 点Aで屈折し, 点 B で反射し、点Cで屈折して点Dに達する経路 経路ⅡI: 点A'を通り, 点Cで反射し、 点Dに達する経路 (1)経路Iの点Aで屈折した光は,屈折角 62 の方向に進んだ. sing を n, Q を用い て表せ. (2) 経路Iの各点 A, B, C および経路ⅡIの点Cを光が通過する前後における波長および 位相の変化について,最も適切な選択肢を以下の①~⑥の中から選べ.同じ選択肢を複 数回選択してもよい。 波長は長くなり, 位相は変わらない. (2) 波長は長くなり,位相は 180° ずれる . (3) 波長は変わらず、 位相も変わらない. (4) 波長は変わらず, 位相は 180° ずれる . (5) 波長は短くなり, 位相は変わらない. (6) 波長は短くなり,位相は180° ずれる.

Bの(1)の問題で、答えは写真の通りです。友達にQin＝ΔU＋Woutの方法を教えてもらい、そのやり方でやってみたのですが、このやり方だと状態C→Bで仕事をするので、その分の熱量が加わると思うのですが解説見ると含まれていません。どのように考えればいいか教えてください。 参考... 続きを読む

~ N1, の気 これ を $ F, 必68. 〈等温変化 ・ 定積変化・定圧変化 > なめらかに動くピストンがついた円筒容器内にn [mol〕の 理想気体が入っている場合を考える。 気体は外部から熱を吸 PA 図 1 収したり, 外部へ熱を放出することができる。 理想気体の内 部エネルギーは, 分子の数と絶対温度 T [K] のみで決まる。 この理想気体の定積モル比熱 Cv_[J/(mol・K)〕 や定圧モル比 Cp [J/mol-K)] は,温度によらず一定である。 気体の圧 カ [Pa] と体積V[m*] の関係を表した図(図1)を参照し て,次の問いに答えよ。 気体定数はR_J/(mol･K)〕 とする。 〔A〕 温度の等しい状態Aと状態Bを考えよう。最初、気体は圧力 ^ [Pa], 体積 Va [m²], 温度 T 〔K〕 の状態Aにある。 状態Aから状態B(圧力 DB [Pa], 体積 VB 〔m²〕,温度 T1, ただし VB<VA)に達する過程はいろいろ考えられる。 過程 I は, 等温変化により状態A から状態Bへ変化させる過程である。 過程Iで気体が外部からされた仕事を W 〔J〕, 外 部から吸収する熱量を Q1 〔J〕 とする。 このときW と Q の間に成りたつ関係式を求めよ。 〔B〕状態Aから状態Bへ変化させる過程ⅡIⅠは,まずピストンを固定して外部から気体に熱 を与えて状態Aから状態 C (圧力 DB, 体積 VA, 温度 T2 〔K〕) まで変化 (定積変化) させ, そ の後圧力を一定に保ちながらピストンを動かして状態Cから状態Bへ変化 (定圧変化) さ せるという過程である。 PB(T=T₁) II DB 0 III D 1 VB I III C(T=T₂) II A(T=T₁) VA V (1) 過程ⅡIで気体が外部から吸収する熱量 Q2 〔J〕 は, 状態Aから状態Cへの変化で気体が 外部から吸収する熱量と, 状態Cから状態Bへの変化で気体が外部から吸収する熱量の 和で求められる。 Q2 を Cv と Cp などを用いて表せ。 (2) 過程ⅡIで気体が外部からされた仕事 W2 〔J〕 , DB, VB, V』 を用いて表せ。 (3) (2)の結果と熱力学第一法則を用いて,過程ⅡIで気体が外部から吸収する熱量 Q2 を求め,

(5)を少し変えた問題で、小物体が点OからPまで運動する間に、重力がした仕事と弾性力がしたら仕事の求め方を教えてほしいです🙇‍♂️

II. 図 5-2 のように, ばね定数kの軽いばねの一端を天井に固定し、他端に質量mの小物体を付 けて鉛直につるして静止させた。このときの小物体の位置を点Oとし,重力加速度の大きさをg とする。 26 (201²- 260² kasug S TE 自然長 ing P 図 5-2 T 1 1 1 1 1 1 Ik qa². ='ha ² 2k40²- žlhaz IS 1 2 kaz Elaz O (3) 点0の位置のばねの自然長からの伸びをaとする。 a を m, k, gで表せ。 うに うに うに 次に, 小物体に手で力を加えて点Oから4だけ下の点P まで引き下げた後に, 点P で静かに手 を放した。 以下の問いでは, 立式にaを用いてもよいが、 最後の答えはm, k, g から必要な文字 学的エネルギーの変化 を用いて表せ。 小物体を点OからPまで引き下げる間に手がした仕事を求めよ。 (5) 小物体が点Pから0まで運動する間に,重力がした仕事と弾性力がした仕事を求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて, 小物体が点Oを通過する瞬間の速さを求めよ。 力学的エネルギー保存の法則の式を立てて、 小物体が達する最高点におけるばねの自然長か らの伸び (縮み) を求めよ。

この解き方合ってますか？

66 質量mの小球Pが速さで滑らかな面に垂直に衝突し た。 面から受けた力積の大きさはいくらか。 反発係数をe とする。 67 P が速さで魚の m u

(1)について質問です。 ばねが伸びたときのばねの長さがL/cosθとなる理由を教えていただきたいです。 よろしくお願いします🙇‍♀️

63. ばねによる円錐振り子 図のように,固定 S された点Pから鉛直に下ろした線と, なめらかな水 平面Sとの交点をOとする。 OP の長さはLである。 このとき自然の長さL, ばね定数kの軽いばねの一 端をPに固定し、他端に質量mの小球を取りつけ る。 小球が点Oを中心として, 水平面上を速さ”で 等速円運動するとき, ばねとOP とのなす角が0である。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 小球にはたらくばねの弾性力の大きさFを, k, L, 0 を用いて表せ。 (2) 小球にはたらく力は鉛直方向につりあっている。このことから, 水平面が小球に及 ぼす垂直抗力の大きさをNとすると, Fcos0=アとなる。 一方, 小球は水平面 上を等速円運動しているので, その運動方程式はイ= Fsin0 となる。 空欄を 埋めよ。 ヒント 62. (エ) 糸が切れたとき、小球は円の接線方向, すなわち水平方向に飛び出す。 m k LAOHA

(3)で、山が31箇所あったのは計算でわかったのですが余った2m(ノート)はなぜ余るんでしょうか？ 自分が書いた絵だと割り切れないのはおかしいなと、思いました。 教えてください🙇‍♀️

間内でいつか。 0≦x12 [cm] の範囲内でどこか。 0で、媒質の密度が最大の点は (5 8 (6) x=4[em〕で,媒質の密度が最大になる時刻は図に示された時間内 でいつか。 (九州工大) 70 基波源AとB、 観測器Mが,ある 媒質中のx軸上に置かれている。AとB は250m離れており, それぞれ振幅 3.0 m, 波長 16mの波を,互いに向かって送り出している。 M は x軸上 を波源AとBの間で自由に動くことができ,その位置での波の振幅を 観測する。AとBは同位相とし,波の減衰は無視する。 B (1) M を静止させ, A からの波だけを観測したところ, 連続する2つ の山の時間間隔は4.0s であった。 波の速さは何m/sか。 A P (2) M を正の向きに速さ2.0m/sで動かしながらAからの波を観測し A 250m M

⑵の②の式が−q3になる理由がわからないです。

発展例題42 コンデンサーを含む複雑な回路理 STS TI 図の回路において, Eは内部抵抗が無視できる起電力 9.0 CA Vの電池, R1, R2 はそれぞれ 2.0kΩ, 3.0kΩの抵抗,C1, Co, C3はそれぞれ 1.0μF, 2.0μF, 3.0μFのコンデンサーで ある。はじめ,各コンデンサーに電荷はなかったものとする。 (1) 十分に時間が経過したとき, R」を流れる電流は何mAか。 (8) 各コンデンサーのD側の極板の電荷は何 μC か。 (1) コンデンサーが充電を完了し 指針 ており、抵抗には定常電流が流れる。 (2) 電気量保存の法則から、各コンデンサーに おけるD側の極板の電荷の和は0である。 解説 (1) R1, R2 を流れる定常電流を ELAN. I= 9.0 2.0+3.0 -=1.8mA とすると. (Iの計算では,V/kΩ=mAとなる) (2) 図のように。 各コンデンサーの極板の電荷 を Q1, 92, 93 〔UC〕 とする。 はじめ各コンデンサ の電荷は0なので、 電気量保存の法則から, -9₁-92-93=00 R」 の両端の電圧は,C1, C の電圧の代数和に 等しく, R2 の両端の電圧は,C3, C2 の電圧の イロ 10 A 2.0kΩ +9₁ th CA 1.0 μF 91 SGUT 2.0×1.8= 1.8mA 九値を変化 3.0μF ER 3.0×1.8= + C₁ ACHIE C +93 91 93 1.0 3.0 93, 92 3.0 2.0 93 D 19. 電流 245 KA 発展問題 500 C D E1₁ R2 BUT FE C2 vag 3.0kΩ 92 +92 2.0µF ・B B NE 式 ②③は μC UF となる。 =V 式 ①,②,③から、 g1=4.8μC, Q2=8.4μC, Q3=3.6μC C1: したがって,-4.8μC, C28.4μC, C3-3.6μC ALGT

（I）①でmv＋MVが0になる理由がわかりません。 教えてください。

18 [運動量保存] 図のように,水平でなめらかな床の上に質量M 〔kg〕 の 台車があり、台車が自由に動ける状態にしている。 台 Come 車上には高さa [m]のなめらかなすべり面が設置され ている。台車のすべり面の上端から質量 m[kg〕の小球 を静かに放した。 台車および小球の運動に対する空気 抵抗の影響は無視できるものとし、重力加速度の大き さをg[m/s²] として,以下の問いに答えよ。 ただし、 図の右向きの速度を正とする。 1編 物体の運動 a ARTORAT て

(2)で求めたエックスゼロと、(4)で求めるLは同じ座標ですか？ 追加 (5)のグラフを見て同じでは無いことはわかったのですが、それならなぜセックスゼロで物体Aが静止できるのか分かりません。教えてください。

3 図のように、電荷Qを帯びた質量mの小さ な物体Aが水平面からの角度の斜面上にあり、 電荷Qを帯びた小さな物体Bが斜面の下に固定 されている。 物体Bの位置を原点とし、斜面 上方に向かってx軸をとる。 物体Aはx軸上を なめらかに動くことができる。 物体Aと物体B の間にはたらくクーロン力の比例定数をんとし, 重力加速度の大きさを」 とする。 また、運動す る電荷からの電磁波の放射と空気抵抗は無視できるものとする。 次の問いに答えよ。 (1) 物体Aの座標をx, 加速度をaとするとき, 物体 A の運動方程式を記せ。 (2) 物体Aが静止することのできる座標x を, k, Q, m, g, 0 を用いて表せ。 水平面 次に,物体Aを座標s (s<x) の位置に置いて、静かにはなした。その後の物体Aの 運動を考える。 (3) 座標sで物体 A のもつ力学的エネルギーEを, s, k, Q, m, g, f を用いて表せ。 ただし、重力による位置エネルギーの基準は原点0の高さとし, 物体Bによる電位 の基準は無限逮方とする。 x S x0 (4) 物体Aが原点から最も離れたときの座標L, E, k, Q, m, g, f を用いて 表せ。 S 物体B x (5)s が x に比べて非常に小さいとき,物体Aの座標xと時刻の関係を表すグラフ として,最もふさわしいものを次の解答群の中から選び記号で答えよ。 [解答群] xo min m # W x0 W S ol X x mm M W A x0 S S 0 x S 原点O 物体 AS なめらか な斜面 (広島2013)