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物理 高校生

(4)なのですがピストンが静止する=容器内の気圧は大気圧と等しいと認識していたのですが違うのでしょうか? 誰かおねがいします

STEP2 b-Vグラフを作図。 STEP3 熱力学第1法則を表にまとめる。 「設定は同じです) 東京工大〉 ンの式 この問題で 解法Check! 70 例題 断熱材でつくられたピストンつきの円 簡形の容器に1mol の単原子分子の理想気 体が入っている。ピストンの質量はM[kg] で、上面は圧力po [N/m°], 温度 T, [K] の 大気に接している。ピストンはストッパーA で止まっており, 容器の底面からピストンの 下面までの高さはL[m] である。 気体定数 をR(J/(mol·K)], 重力加速度の大きさをg (m/s°) とする。なお, 答えは M, To, R, L およびgの一部または全部を用いて表せ。 (1) 最初,理想気体の圧力は po [N/m°], 温 度は To[K] であった。その内部エネルギーはいくらか。 2 ヒーターで気体を加熱し,気体の温度が T. [K] になったときビストン が上に動き始めた。温度 T, と気体に加えた熱量Qi [J] を求めよ。 3 加熱を続けるとピストンはゆっくり上昇を続けた。 ピストンが上のスト ッパーBに接したとき,気体の高さは1.5L [m] であった。このときの温 度T (K) を求めよ。 また, ピストンが動き始めてからこのときまでに理 B 十ー 0.5L ピストン A こし, Me>m L 000000 ーヒーター 共限に繰り返 いを求めよ。 〈宮崎大〉 三は同じです) SECTION 11 気体の熱力学 59

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物理 高校生

これの閉管が共鳴を起こすのが3回になるのはなぜですか? 色々書き込んでしまってます🙇‍♀️

とすると, である。 問4 5 正解 3, 6 正解 3 L 開管A と閉管Bの長さをLとする。 開管 A内の気柱が音源Sに共鳴して固有振動をするとき,管の両端を腹とする 定常波が生じる。図1-4(a)は開管 A内の気柱の基本振動(節は1個)の様子を示 している。この基本振動数は foに等しい。 図1-4(b), (c)は, 開管 A内の気柱が 固有振動をしているときの様子を示している。それぞれの節の数は2個,3個であり, 1 3 (e)X 波長は基本振動の一倍,一倍である。よって, 固有振動数は, 順に2fo, 3fo となる。 図1-4 閉管B内の気柱が音源Sに共鳴して固有振動をするとき, 管の開口端を腹,閉 口端を節とする定常波が生じる。図1-5(a)は, 閉管B内の気柱の基本振動(節は 1個)の様子を示している。 この定常波の波長は図1-4(a)の 2倍であるから,振 L 動数は- 6である。図1-5(b), (c)は, 閉管B内の気柱が固有振動をしていると きの様子を示している。それぞれの節の数は2個, 3個であり, 波長は基本振動の 1 x 3 「 倍,一倍である。よって, 固有振動数は, 順にん。んとなる 5 2 2 音源Sの振動数を0HZから 3f0に大きくするとき, 開管Aと閉管Bはともに 3回共鳴する。 図1-5

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物理 高校生

静電気・保存則の問題です。 (5)の力学的エネルギー保存則の式の右辺について、Aはx軸の-方向に動いているのに-1/2mvA^2ではなく1/2mvA^2になるのかが分かりません。 教えてください。

AB間の距離が2rm[m]のときのAの逃さ v [m/s] を求めよ。 量m(kg]の粒子Aが最初, Bから十分離れた位置にあり,x軸上正の 方向に遊度 (m/s)で動いている。 クーロン定数を:N·m'/C°)と (4) AがBに最も近づいたときの, Aの速度u [m/s]を求めよ。ま その後AとBは互いに反発し遠さかる。十分に時間がたった後 1/静電気 +QIC)を帯びた質量 AM (kg)の粒子Bが r軸 上の点Pに静止している。 また。+q[C) を番びた賞 m,q M.Q Vo 河合計 B 11 静電気保存則 43 HCHEE P 島 A5判 (1) 無限遠点での位置エネルギーは U=g×0=0 で, AB間の距離がr の とき U=qr kQ と表されるから,力学的エネルギー保存則より 5) 量4に らmu+0= 0+. kqQ 2kqQ mv? Yo Yo = (2) 前問と同様に ら +0=;mu+ kqQ 2r。 mu。 し, 重力や粒子の大きさは無視できるものとする。 Tath カ学 mu*+mu? V。 リ= V2 良間 類出 浜島 A5判 (3) 加速度が最大となるのは, 静電気力が最大になると きで、AがBに最も近づいたときだから 登信 (1) AB間の距離の最小値 o [m] を求めよ。 加速度のこと は力に聞け! mVo 9Q kqQ 『max- mr 4kqQ mamax=k mu 次に、粒子Bが×軸上を自由に動ける場合について, (4) 最接近のときの相対速度は0で, AとBの速度 は等しくなるから,運動量保存則より (止まった な、AB間の距離 [m]を求めよ。 mb = mu+ Mu m m+M 。 物体系についての力学的エネルギー保存則より . u= mv わ学 名問 浜島 A5判 (岡山大) のAの速度(m/s)を求めよ。 mu=me+ kqQ -Mu*+ Y」 Bから見れば AはUターン 0. 上で求めたuを代入して Y= 2kqQ(m+ M) mMu? Level (1)~(3) ★ (4),(5)★ kqQ はAとB全体でつくり出したもので, (1), (2)では 位置エネルギーU= Bが固定されているためAだけで使えたのである。力学でいえば, AとBがばね で結ばれているときの弾性エネルギーの扱いに似ている。 Point & Hint カ学 (1(2) 力学的エネルギー保存則を用いる。 位置エネルギーUは U=qVと (5) Bの速度をUpとすると, 運動量保存則より muo= mua+ Mus …① 力学的エネルギー保存則より kQ V= からつくり出す。 らく 物理 河合 B6 2mu =mu+Mug ……② | 運動方程式 ma = F を思い出したい。 -mv? (3)加速度といえば、 (4)物体系に働く外力がないから…。最接近のとき, Bから見てAは一瞬止まる から…。 AB間の距離については, A·B 全体について(物体系について)カ学 的エネルギー保存則を用いる。 位置エネルギーの形は前半と変わらない。 (5) 2つの保存則の連立。 Aと Bは十分離れるので位置エネルギーは0としてよ 0.2よりUを消去すると m-M m+M U= Vの正負はmとMの大小関係で決まる。 解も出るが、Aは静電気力で減速されているので不適 (初めの状態に対応)。 なお,計算からは ひ、= w という 物理 い。 別解弾性衝突とみなしてもよい。反発係数 e=D1 だから VA-Us = -1× (v0-0) ③ のと3の連立で解くと早い。 河 htt E-r kp

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物理 高校生

明日テストです。誰か分かる方助けてください! 例題20-⑵ 力学的エネルギーとバネの問題が わかりません🙏🙏🙏🙏

ばねによる振動と力学的エネルギー 例題20 ためらかな水平面上の壁に,ばね定数 5.0N/m のばねの一端を固定し,他 →基本問題 132, 標準問題 135 端に質量0.80kg の物体をつける。 ばねが自然の長さとなる点0から物体 を引いて、4.0×10-2m伸ばした点Aで静かにはなすと, 物体は水平面上 4.0×10-2m 00000000 を振動した。次の各間に答えよ。 (1) 点Aにおける物体の弾性力による位置エネルギーは何Jか。 (2) 物体が点0を通過するときの速さは何 m/s か。 (3)ばねの縮みの最大値は何mか。 づ×540.04= a10 2.10 0.106 物体はばねの弾性力だけから仕事をされるの 指針 で,その力学的エネルギーは保存される。 (1) U=→kx? を用いて計算する。 (2) 点0では,ばねが自然の長さであり, 物体の弾性力 による位置エネルギーは0である。 (3)ばねの縮みが最大となる位置では, 物体の速さが 0となり, 運動エネルギーは0となる。 解説 -×5.0×(4.0×10-3)?=Dx0.80×° 2 2 0=0.010 リ=0.10m/s (3) ばねの縮みの最大値をx[m]として, その位置と点 Aとで,力学的エネルギー保存の法則の式を立てると, ×5.0×x=ラ×5.0×(4.0×10-) (1) 弾性力による位置エネルギーU[J]は, x=(4.0×10-2)? x=4.0×10-°m U=-kx?=;×5.0×(4.0×10-)* Advice ばねにつながれた物体の振動では, 振動の中 心で速さが最大, 振動の両端で速さが0となる。 =4.0×10-3J (2) 点Aと点0において, カ学的エネルギー保存の法 則の式を立てると, Dacio

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