自信が無いので合っているか確かめて欲しいです！間違っていた場合教えてくれると嬉しいです！！また問5の⑵が分からないので教えてくれると嬉しいです！！よろしくお願いいたしますm(_ _)m

円乳道の中心を通る鉛直線と床面との交点を点Aとする。 ばねからはなれた小球が床に到達する位置 と点Aとの間の距離を, グ, m, @, h, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 図1のように, なめらかに動くビストンを持つ円筒形のシリンダーが水平に置かれており, その内部に 2 単原子分子からなる理想気体が閉じ込められている。シリンダーとピストンには断熱材が用いられてお り,これらを通した熱の出入りはないものとする。また. シリンダー内側には気体を均一に加熱および冷却 可能な温度制御装置が設置されている。これらの装置は圧力かの大気中に置かれており, 気体の体積は Va 温度は Tである (状態A)。 状態Aの気体に温度制御装置を使って熱を与え, 図2のようにピストンが右方向にゆっくりと移動したと ころで加熱を停止したところ, 気体の体積は Vs. 温度は Ta となった (状態B)。 重力加速度の大きさをg, ピストンの質量を M, 断面積をSとして, 以下の問いに答えなさVい。 問1 温度 TAを, po, Va, VB, Tpのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 |問2 状態Aから状態Bへの変化にともなう内部エネルギーの変化を, po, Va, Va, Taのうち, 必要なもの を用いて表しなさい。 問3 状態Aから状態Bへの変化にともなって温度制御装置が気体に与えた熱量を, o, Va, Va, Ta のうも 必要なものを用いて表しなさい。 問4 状態Bから, 温度制御装置を停止させたまま, ビストンがシリンダーの下側になるようにゆっくりる シリンダーを90° 回転させた。 すると, 図3のように, ビストンは状態Bでの位置よりも下方に移動し 旺文社 2022 全国大学入試問題正解

合っているか確かめて欲しいです！また間違っていたら解説もしてくれると大変嬉しいです！！よろしくお願いいたしますm(_ _)m

目然の長さがで重さが無視できるほど軽いばねの一端を天井に固定し、もう一端に質量mの小塚を 取り付けた。手をはなしてばねを静止させたところ、ばわの長さは自然の長さから 10%伸びていた。 その後,図1のように, ばねが鉛直線と6の角度をなす円すい振り子となるように小球を水平面内で等逃門 運動させたところ, 小球の角速度はのでばねの自然の長さからの伸びはaであった。このとき以下の同に 谷えなさい。ただし、 重力加速度の大きさをgとし、 小球の大きさ,空気抵抗は無視できるものとする。 横からみた 様子 7t0 上からみた 様子 円軌道の 中心 切断 F 切断 A 床 レ 図1 図2 問1 小球とともに回転する観測者の立場で小球にはたらく力を考える。ばねのばね定数が1, m, gを用い て表されることをふまえた上で, 水平方向および鉛画方向の力のつり合いの式を, 1, m, θ, o, a, gのう ち,必要なものを用いて表しなさい。 問2 ばねの伸びaは静止時の伸びの何倍になるか答えなさい。ただし, 1, m, θ, gのうち, 必要なものを 用いて表しなさい。 問3 角速度のを, 1, m, θ, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 問4 等速円運動していた小球とばねの連結部が切断され, 図2のように水平な床からhの高さにあった小 球はばねからはなれて運動をはじめた。ここで, 等速円運動の円軌道の半径をrとする。 (1) 小球が水平方向および鉛直方向に行う運動を, 初速度と加速度の情報を含めて説明しなさい。ただし、 それぞれの運動を説明するために, r, m, w, gのうち, 必要なものを用いなさい。 (2) 円軌道の中心を通る鉛直線と床面との交点を点Aとする。ばねからはなれた小球が床に到達する位置 と点Aとの間の距離を, r, m, w, h, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 図1のように,なめらかに動くピストンを持つ円筒形のシリンダーが水平に置かれており, その内部に 2 当同子ムてからなる押相気休かS閉で込められている シリンダ ーとピストンには断赤せよ田 れても cetee

(さ)で「v²ーv｡²＝2ax」は使えないんですか？

States along the AT. Cimbing ded hillides s from North Carolina bengamot (Georgia to southern h into Ontario, ich blooms berries adI cohosh, oeyedaisy,black-eyedSusan New England)。 bee balm (Georgia lo New York), touch-me-not, boneset. above other undergrowth, e by tubelar fowers of the deepest, of he carlier nowers will hv I I 図2に示すように、正の荷電粒子(質量m [kg),電気量q(C), q> 0)が, x 軸上を真っすぐ正の向きに運動してきて原点0を volm/s)の速さで通過した のち,点A, B, Cを通過した。x軸上の電位の様子は図3のように示され V とす。 る。A, B. Cのょ座標を, それぞれ xA, Xル, Xc とする。また,原点0を電位 の基準とし、図3中の1VaはAからBまでの電位を示す。 し x Cm) XcーXo 大二関 A m, 4, D, エh, エル, Ic. VEのうち, 必要なものを用いて,以下の各間に答 えよ。 図2 ?ng 二 例 OA 間/AB間およびBC間の電界の大きさを求めよ。 V(V)、 ある、(コ)粒子が OA 間で受けるカの大きさを求めよ。 離 ニ 濃 お ケ 粒子がAを通過するときの速ぎを求めよ。 AちAは Vg の JJS ケ 『個き端 H 日 粒子がAからBまで進むのに要する時間を求めよ。 (ス) 粒子がCを通過するときの速さを求めよ。 る本軍S / O 0 B C XA XB Xc 図3 T-Ed VE- Exe F. gVB eE Ma: 9.VE ズA XローXA ◇M2(750-24) mIA

どうして振動して静止するのかがわかりません また、pv図を状態1から状態2の範囲で書くならどのようになりますか? 分かる方いたら教えて下さい

答えにいたるまでの過程について,法則,関係式,論理,計算,図などの中から適宜選んで簡潔に書け。 図のように,異なる断面積の円筒部A, Bをもつシリンダーが、 真空中に鉛直に置かれている。円筒部Aには,気密性を保ちつ つなめらかに動く質量Mのピストンがはめ込まれている。円筒部 Aの断面積はSで,その長さは十分長くピストンが外れることはな い。円筒部Bは断面積 aS(aは1より小さい正の定数),長さLで 底面が閉じている。AとBは,相互に中心軸を合わせて,その中心 軸に垂直な円環状のシリンダー壁C(円環部C)で連結されている。 シリンダーとビストンで密閉された空間には,物質量nの単原子分 子理想気体が封入されている。図のように,ビストンの位置をCか らビストンの底面までの距離z(rz0) で表す。シリンダーおよび ビストンは断熱材でできていて,シリンダー壁の厚さは無視できる。 また,円筒部Bの内側底面には,体積および熱容量の無視できる加 熱冷却器がとりつけられている。重力加速度の大きさを g,気体定数をRとして,以下の設問に答えよ。 設問(1):以下の 7)~ )]に入る適切な数式を,{ し,与えられた文字がすべて必要とは限らない。なお,同じ記号をもっ口 はじめ,ピストンはCから距離』(ェ>0) の位置に静止していた。このとき,気体の圧力は Po=(アM, 9. S, a}],体積は Vo=(イS, L, x, a}], 温度は To=(ウM, g. n, R, L, x, a} である。この状態を「状態0」とする。 つぎに,気体をゆっくり冷却したところ,ピストンはゆっくり下降して気体の温度が T= M, 9. L, n, R, a}] になったときに r=0 となり,ビストンはCにぴったりと接し静止した。 それと同時に冷却をやめた。このとき,気体はピストンの面積aS の部分にのみ接している。ビストンが Cに接したときの気体の圧力は Po=|7)]であるので,ビストンはCに接した直後にCから抗力 N=オM, g. a}]を受ける。 ビストンがCに接した状態で気体をゆっくり加熱したところ,気体の圧力が P=(カM, 9. S, a}], 温度が T;=[(キM, g. L, n, R)口になったとき,ピストンはCから離れた。その瞬間に加熱をやめた。 ピストンがCから離れる直前の状態を「状態1」とする。Cから離れたピストンは,Cに再び接すること なく、しばらく振動運動を行ったのち静止した。このときのピストンの位置をェ=2,気体の温度を T。 とする。この状態を「状態2」とする。状態1から状態2に変化した過程で気体の内部エネルギーの変化 は AU=[(クn,R, T, T}], ビストンの位置エネルギーの増加分はヶM, g, L, )]である。この 過程において,気体とピストンを合わせた系と,それ以外の系(加熱冷却器を含めた外部)との間にエネル ギーのやりとりはないとすると,エネルギー保存則より関係式 ク)]+ ) ]=0 が成り立つ。すなわち,気体の内部エネルギーとビストンの位置エネルギーの 和は保存する。この関係式と,理想気体の状態方程式を用いると, I2=L, a, T:=[サ{T, a}]であることが分かる。 設問2):状態0(体積 Vo, 圧力 P) から出発して状態1(体積 Vi, 圧力 P)に至る 設問(1)の過程を,圧力Pを縦軸,体積Vを横軸にとったP-V図として表せ。 ただし、状態1の気体の体積をViとした。解答では,V軸上に V。と Viを,P 軸上に P。とPを明記せよ。また,変化の方向を矢印で表せ。 ピストン 質量 M 断面積S 円筒部A 円環部C 円筒部B- L 断面積 aS 加熱冷却器 )の中に与えられた文字を用いて答えよ。ただ 口には同じ数式が入る。 P 0

(2)で力の向きがどっちにはたらくか分かりません

Far, most sold product . Those bran new col colors but have jons, Those should helj of use fo r all of yd icty of sizes of them normal usage as Jap, er, also it can be use papers, writing ds and as a lot of l コ enjoy the yar = have to コce is not an of co Feath 物理重要問題集 62 paj 42 7単振動·単振り子 58.地球のトンネル〉 球を干住R imj の球体とみなし、その中心を通る直線 状のトンネルを考える。図は中心0を含む地球の断面を示し ており, A とBはそれぞれ地表面上の出入り口とする。0を 原点とし,BからAへ向かう向きを×軸の正方向とする。ト ンネルの占める体積は地球全体の体積に比べて無視できるは ど十分小さく,トンネルの内部において, 質量 m [kg] の小 物体はトンネルの壁面と接触せずに運動するものとする。また, 地球の密度は一様であり、 地球の大気および地球の自転, 公転, 他の天体の及ぼす影響は考えないものとする。地表面 における重力加速度の大きさをg [m/s°] として, 次の問いに答えよ。 (1) 地球の質量を M [kg), 万有引力定数をG[N·m?/kg°] としたとき, gをM, G, R を用い て表せ。 (2) 小物体がx軸上の位置x [m] にあるとき, 小物体にはたらく力F[N] を, x<-R, -RS×SR, R<xの3つの場合に分けて, g, m, R, xを用いて表せ。 ただし, 小物体 にはたらく力は, 0を中心とする半径|x|の球内部の質量がすべてOに集まったと考え, その全質量が小物体に及ぼす万有引力に等しいものとする。 (3) (2)で求めた力Fをxの関数として, グラフにかけ。 Aで小物体を静かにはなしたところ, 小物体はOを中心に, 振幅尺の単振動を始めた。 (4) 小物体が0を通過するときの速さ[m/s] を, g, m, Rのうち必要なものを用いて表せ。 (5) 小物体がAを出発してから, 初めてBに到達するまでに要する時間を [s] を, g, m, Rの うち必要なものを用いて表せ。また, 重力加速度の大きさを 1.0×10m/s°, 小物体の質量 を1.0kg, 地球の半径を 6.4×10°m としたとき, 時間tを有効数字2桁で求めよ。 次に,小物体を0からある初速でx軸の正の向きに打ち出したところ, 小物体はOにもど らず無限の遠方まで飛んでいった。 (6) 小物体がOにもどらず無限の遠方まで飛んでいくために必要な最小の初速 vo [m/s] を, 9, m, Rのうち必要なものを用いて表せ。 R 59 で が は 箱 (18 愛知教育大)

(5)の電気量保存則でどうしてかかる電圧がともにEとなるんですか？

A (等号は Rーrのとき) E2 P=IV= (R+r) E2 R+2r+ R (R-+4r -の消費電力が最大になるとき 『R-=0 より P-V-RE T安+ャ RE VR R=r(QB中 このときの消費電力 Pは P=E 4r - 大第。 4CT,--5 そのときの R=r Q=CiV Q2= CzV2 T,:ER Rtr Vi+ V2=- R -E R+r -Qi+ @2=-(C,E+C»E)_1 ここで,Ci=C, Ca=4C とすると, ①, ②, @式より -CVi+4CV2=-5CE ブラフをかくときは, DAをこえないこと また、の式より V-RキャE-V これをの式に代入して-CV+4c(p8-v)--sCE る。 -E-V. R+r R R+re-V==-5CE これを解いて tp)e-9R+5rp ュ=1+5(R++) <E 5(R+r) R -E 9R+5r 4R+5r -E=- -E V2= 5(R+r) 5(R+r) 合※C Pの電位が負で P。 より低いので、は負の値 である。 R+r ゆえに,D, ②式より 4R+5r 4CE (C]#C* 9R+5r .. CE [C], Q2=ー可(R+r) Q= 5(R+r) 物理重要問題集 129 R」 4F plant to Craures y and August blow wing within the This is

物理の円運動での問題です。 これまで垂直投げ上げなどのときの最高点の速さは0でしたが、この問題では「速さは最小」と書いてあります。 どうして異なるのでしょうか？

体の速さは B いくらか。 (2) Bを通過する直前および通過した直後において, 小物体が面から受ける力の大きさ はそれぞれいくらか。 393 センサー 37, 39 Chapter 123 鉛直面内での円運動 右図のように, 長さLの軽い棒の 一端に小球をつけ, 点Oを中心に鉛直面内で円運動をさせたい。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 最下点での速さを 0とすると,最高点での速さはいくらか。 12)小球を1回転させるためには, toをいくらより大きくすれば よいか。 (3))棒の代わりに, 糸を用いて1回転させるためには, oはいくら以上であればよいか。 9 ヒント糸の場合, 最高点で張力T20として考える。 センサー 37, 39 コ 124 慣性力 エレベーターの中で, 質量50kgの人が体重計に のっている。 次の場合, この人が体重計から受ける力は何Nか。 (1) エレベーターが2.0m/sの一定の速度で上昇している場合 (2) エレベーターが鉛直上向きに 0.98 m/s' の加速度で運動して

（ケ）の問題では、（容器内の気体がピストンに対してした仕事）＝（ピストンが容器内の気体からされた仕事）として前後の位置エネルギーの変化を調べてW=mgh としてはなぜだめなのでしょう？どこの考え方が違っていますか？

(22 図2のように、 鉛直方向になめらかに動くピストンが上部にとりつけられているシリンダー 状の断熱容器があり,大気中で水平面上に置かれている。容器の内側には電気抵抗値がrの電 熱線がとりつけられている。ピストンの質量は mであり, その断面積はSである。容器, ピ ストン、電熱線の熱容量は無視できるとする。 その容器の中にnモルの単原子分子の理想気 体が閉じ込められている。気体定数を R, 大気圧を P.. 重力加速度の大きさをgとする。 はじめに、ピストンは静止しており, 容器内の気体の温度は T。 であった。このときの容器 内の気体の体積はV= である。 つぎに,電熱線に一定の電圧Eをかけて、電流を時間tの間流したところ, ピストンはゆっ くり上に移動した。このとき, 電熱線から容器内の気体に供給された熱量はQ= (キ) であり、容器内の気体の温度Tは, 定圧モル比熱C。とn, Q, Toを用いて, T= となる。ここで定圧モル比熱C, は, Rを用いて C, = である。このとき, 容器 内の気体がピストンに対してした仕事Wは, ピストンが上に移動した距離をhとすると, である。ここで、hはQ, Pe. 第, g, Sを用いて Pe. 親,9, S. ねを用いてW= 分) となる。 際 ピストン 、電熱線 W E 断熱容器 図2

(c)でどうして風を合わせた速さを余弦定理で考えないと行けないんですか？

fi(Ttve cre)- ャーf。 Up CusO (fitfA) T-Bcos0-uab。 t。 2 『-w T:Vt t27 (2m+) 2 2k JJ m) 「2R 35 r 2 2 (ror) -r 2R イマセー、4F or f-1rak -2820 af: Ptjfrapa」 t shiny, ova npgling, wax

(1)どの向きにBが働くか分かりません💦

(間 6) 回路 abed に流れる電流を求めよ。ただし, 電流はa→bの方向を正とする。 まずsとrに,図のように電流」が流れている場合を考える。以下の問いに答えよ。 ア能に平行に置かれている。「」と」の間隔はtで、それらは y軸から等距離の位置にある。ー 方,sとraはy軸から距離Lの位置にある。さらに、長さがをで抵抗が Rの2本の導体棒 ab と cd がそれぞれ速さ (r, < Pa) でr Tz の湾方に接しながら運動しているとする。た。 直線で抵抗が無視できる無限に長い4本の導体棒 T I Fs Taが、 図のようにy平面上で Cach guest's Davor. However, it is on an Ai island, there are no other person thana guest, Of course, there fe no cook, so you have to capture all edients you want to cat and * vourself. Sure you lean n tha 2 そつなぐ。A は水平な床の上 び,ばねが自然長にある時 町の摩擦はないものとし、 れ,", u= qur (a > 1) R てAが持つ運動エネ , u'. m, g で表 位置でAの速度 (一番くよく) 条件をbとx における磁楽密度Bの大きさと向きを求め (間 1) r, ra で囲まれる平面内 トただし、レ>号> x] として、 1に比べて(金)は小さく無視できるとする。 きはその位置 -0で静止し (問 2) 園路abcd に生じる誘導起電カの大きさを求めよ。 ( 3) 阿路 abcd に流れる電流を求めよ。ただし、電流はa→bの方向を正とする。 (間 4) 導体棒ab が磁場から受けるカ下の大きさと向きを求めよ。 次に,rに流れる電流の方向を逆にした。xiがLよりも十分小さいという近似を用いず、 以 下の問いに答えよ。 (間 5) 「, faで囲まれる平面内(一号くょく) における磁東密度為の大きさと向きを求の よ。