なぜ(3)の答えは有効数字2桁で表されているのですか？ この式の中で最も小さい有効数字は720の3桁だと思って、2.50Kと解答するのはダメなのですか？ 教えてください🙏

解答(1) 90J/K (2) 7.2×10°J (3) 2.5K 指針 熱容量C[J/K]は, 物体の温度を1K上昇させるのに必要な熱 島比熱c[J/(g-K)]は, 1gの物質の温度を1K上昇させるのに必要な 熱量である。質量 m[g]の物体の熱容量は, C=mcと表される。 解説)(1) 鉄製の容器の熱容量C,[J/K]は, C=mc の関係から, C=m,Ci=200×0.45=90J/K (2) 水の熱容量 C。[J/K]は, C2=M2C2=150×4.2=630J/K 全体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量は, 鉄製の容器と水をあ わせた熱容量に相当する。 C=C,+C=90+630=720J/K したがって,求める熱量は,7.2×10°Jである。 (3) 上昇した温度を 4T[K]とすると, Q=C4Tの関係から, 1800=720×4T AT=2.5K

物理について質問です。（1）の問題の答えがエだったのですが理由がわからないので教えてくれませんか？

4 光の進み方について, 次の問いに答えなさい。 (島根県) ハナコさんが,垂直な壁に取り付けら れた鏡に自分の姿をうつした。ハナコさ んの身長や鏡の大きさと位置は図1のと おりである。 (1) ハナコさんから見て, 鏡にうつる自 分の姿として最も適当なものはどれ か,次のア~エから一つ選び, 記号で 答えなさい。 f15cm |70cm 150cm 150cm ア イ ウ エ 思考力 (2) ハナコさんが鏡から 100cmの位置まで近づいていくときの, 鏡にう

十分時間後コンデンサーには電荷はたまらないものだと思いますが何故コンデンサーに電荷が溜まっているのでしょうか？ 答えてくださると本当に助かります。

例題 初めすべてのコンデンサーの電気 間ケ SW。[ Ci SW A 量を0とする。 全 (1) SW」をA側につないだ。このとき, C, Caに蓄えられる電気量を,容量 Ci, Ce および起電力Eで表せ。 (2) 次に, SW」はAにつないだままにし て, SW2をつないだ。このとき,Ci, Caに蓄えられている電気量を求めよ。 3) SW。を再び切り, SW」をB側につないだ。十分に時間が経つまでに抵 抗値Rの抵抗Rに流れる電気量の総量はいくらか。 、B キ こ C ウ E E 0-D +R 0=N 〈島根大)

十分時間後コンデンサーには電荷はたまらないものだと思いますが何故コンデンサーに電荷が溜まっているのでしょうか？

例題 初めすべてのコンデンサーの電気 間ケ SW。[ Ci SW A 量を0とする。 全 (1) SW」をA側につないだ。このとき, C, Caに蓄えられる電気量を,容量 Ci, Ce および起電力Eで表せ。 (2) 次に, SW」はAにつないだままにし て, SW2をつないだ。このとき,Ci, Caに蓄えられている電気量を求めよ。 3) SW。を再び切り, SW」をB側につないだ。十分に時間が経つまでに抵 抗値Rの抵抗Rに流れる電気量の総量はいくらか。 、B キ こ C ウ E E 0-D +R 0=N 〈島根大)

十分時間後コンデンサーには電荷はたまらないものだと思いますが何故コンデンサーに電荷が溜まっているのでしょうか？

例題 初めすべてのコンデンサーの電気 間ケ SW。[ Ci SW A 量を0とする。 全 (1) SW」をA側につないだ。このとき, C, Caに蓄えられる電気量を,容量 Ci, Ce および起電力Eで表せ。 (2) 次に, SW」はAにつないだままにし て, SW2をつないだ。このとき,Ci, Caに蓄えられている電気量を求めよ。 3) SW。を再び切り, SW」をB側につないだ。十分に時間が経つまでに抵 抗値Rの抵抗Rに流れる電気量の総量はいくらか。 、B キ こ C ウ E E 0-D +R 0=N 〈島根大)

十分時間後コンデンサーには電荷はたまらないものだと思いますが何故コンデンサーに電荷が溜まっているのでしょうか？

例題 初めすべてのコンデンサーの電気間ケ… SW。I Ci SW」 A 量を0とする。 (1) SW」をA側につないだ。このとき, C, C2 に蓄えられる電気量を,容量 上 C C, Ce および起電力Eで表せ。 (2)次に, SW」はAにつないだままにし て, SW2をつないだ。このとき, C., Caに蓄えられている電気量を求めよ。 (3) SW2を再び切り, SW」をB側につないだ。十分に時間が経つまでに抵 抗値Rの抵抗Rに流れる電気量の総量はいくらか。 、B E E +RD 0-1-30 =(N く島根大〉

さんかっこでtが2～3のときPに対するQの電位が負となる時はないんですか？

基礎問 89 自己誘導起電力 自己インダクタンス2[H) のソレノイドコイル、 電流を制御できる電源,抵抗値 10 [2] の抵抗,内 部抵抗が無視できる電流計およびスイッチを図1に Q 示すようにつないで,同路をつくった。 電源を制御して回路に流れる電流を、図2のよう に時間変化させた。ただし、電源から点Pに向かう 電流を正とする。 (1) 時刻(0<t<1[s])のとき,ソレノイドコ イルに生じる誘導起電力の大きさを求めよ。 (2) 時刻t=0.5 [s] のときの電源の出力電圧 (両端の電圧)を求めよ。 ソレノイド ソレノイドコイルの誘導起電力の時間変化を,横軸を時刻tとして図示 抵抗 電源) 図1 電流I(A) 21 0 一時刻t() 図2 せよ。ただし、点Pに対して点Qの電位が高いときを正とする (東京電機大·広島大) ●自己誘導起電力 コイルに流れる電流が変化すると 精 講 を貫く磁束が変化することにより,コイルに誘導起電力があ。 する。これを自己誘導起電力といい、その大きさは電流の時間変化の如へ 4t に比例し、その比例定数Lを自己インダクタンスという。 自己誘導起電力:V=-L- dt 起電力の向き 電流の変化を妨げる向き ●相互誘導起電力 電流が変化するコイル(1次コイル)の近くに別のコイル(o 次コイル)があるとき,2次コイルを貫く磁束の変化により,2次コイルに発生 する誘導起電力カを相互誘導起電力という。誘導起電力の大きさは,1次コイル の電流の時間変化の割合号に比例し、その比例定数Mを相互インダクタンス という。 相互誘導起電力: V=-M dt

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

どれか１つでもいいので、答えれるものがあったらお願いします ・問1と問2、どっちもBのみに着目してる理由はなんですか？（そもそも１つのみに着目して立式してもいいのですか？） ・問４のsinθ、なんで絶対値？ ・問５の解説のように図示できる理由

体Aに加わった平均の力の大きさとして, 正しいものを, 次の1①~9のうちか 第2問 次の文章(A·B) を読み, 下の問い (問1~5)に答えよ。 (配点 24) B 2つの小物体を用いて, A と同様の実験をすることを考える。エ軸上を正の向き dに速さ5.0m/s 進む質量1.0kgの小物体 A を, 静止している小物体Bに衝突させ (解答番号 1 6 10 の進択散の た。」 の A 図1のように,なめらかな水平面上に定めたz軸上を正の向きに速さ tで暫具 mの小物体 Aを進ませ, z軸上に静止している質量 Mの小物体Bに衝突させた 衝突直後, 水平面内で,小物体 Aは -60° の方向に,小物体Bは30° の方向にとる 信問3 小物体Bの質量を小物体A と同じ質量の 1.0 kgにして実験を繰り返したと ころ,衝突直後の2物体の速度は常に直交していた。この結果についての生徒 達の説明が科学的に正しい考察になるように, 文章中の空欄に入れる式または にめの速さではね返った。角度は図1の』軸方向に対して,反時計回りを正,時 放射性崩壊 数値として正しいものを, 下の選択肢のうちからそれぞれ一つずつ選べ。 計回りを負とする。 を 系列とい 3 4 「 行って B Vo 130' 60° 「水平に衝突しているけど, いろいろな角度に小物体Bがはね返るね。 ただ, > I A A *1 衝突直後の2物体の速度がなす角度は常に90°になっているよ。」 Vo 2 「そうだね。衝突の直前直後で運動量保存則が成り立つからベクトルを用いて 図 1 運動量の関係式を考えよう。」 「衝突直後の2物体の速度がなす角度は常に90° ということは,衝突後の小物 の関係式が成り立 3 問1 小物体 Aに衝突のときに加わった力の向きとして, 正しいものを,次の①~ 0 体Aと小物体Bの速さをそれぞれ,Vとすると 9のうちから一つ選べ。 中性子 つね。」 1 「ここから、力学的エネルギーの関係を考えるとこの衝突は反発係数 (はね返 の衝突であったことがわかるよ。」 0 30° 子帳 2 60° 3) 90° り係数)が 4 4 120° 5) 150° 6 180° の 210° 8 240° 9 270° の選択肢 3 1 =25+ /? 2 25= +V2 3 V=25+? 4 =25+4/2 5 25=p+4y2 6 41/2=25+ 問2 この衝突で小物体 A, Bが接触していた時間を At とする。衝突の際 ら一つ選べ。 4 の選択肢 2 1 5) 11 6 2 0 0 2 3 2 3 mVo mVo 2mvo 24t At At Mvo 2At 2Mvo 6 Muo At At mvoAt -17- 8 mvoAt 9 2mvoAt 2 1-3

106(オ)がわからないです

(2)図の最初の状態にもどる。すなわち,各スイッチは開いており、 (4)各コンデンサーの耐電圧(耐えられる電圧の限界)がすべて 45Vであるとき,合成コンデ C, Dの電位はそれぞれ Va=V(V), Va=Dオコ×V[V). [V/m]である。導体板 A, B, C, D間に蓄積されている静電エ 図1のように、十分に広い面積Sをもった平行板コンデンサーにおいて, 左側の極板Aは この状態でスイッチ S.のみを閉じた。このとき, 専体板A, B, どの導体板にも電荷は蓄えられていない。次の2つの操作後の結果を比較しよう。 d(m)、2d (m), 3d[m) とする。ここで, dは導体板の辺の長さ aと比較して十分小さいと する。国中のS,Sa. Siはスイッチを表している。 電源Vは電圧「V[V) の直流電源であり。 操作a):スイッチ S」を閉じ,しばらくしてスイッチ S,を開く。 それからスイッチS.を る文章を解答群から選べ。ただし、 数式は C, V、 dのうち必要なものを用いて答えよ。 2つの導体板 A, Bを平行板コンデンサーとみなしたときの電気容量を CIF) とする。 導体板Dは電源の負極とともに接地されている(接地点の電位を基準V とする。 また。 84 コンデンサー 85 標準間■ A つり最初の状態ではどの事体数にも電荷は書えられていたい。 °104.(コンデンサーの合成容量) 6.0Vの直流電源Eと,電気容量がそれぞれ 3.0μF, 1.5μF, 2,0μF, 2.0μFの4つのコンデンサー Ci, Ca, Cs, C4を図のように 接続し、十分に時間を経過させた。各コンデンサーは,接続する前 は電荷をもっていなかったものとして,次の問いに答えよ。 (1) 4つのコンデンサーの合成容量 C [uF] を求めよ。 (2)各コンデンサーに加わる電圧 Vi. Vz, Vs, Va [V), および蓄えら れた電気量Q,Q, Q, Q [C] を求めよ。 (3) 各コンデンサーに蓄えられた静電エネルギーの合計び [J] を求めよ。 C C。 S」 し ×V (VJ, Vo=UV である。導体板BとCの向かい合 C。 れらの間の空間に発生する電場は図で右向き, その強きは AB C E ネルギーの合計はオ|×CV2[J] である。 通体所の間属は拡大して かいてある ンサーとしての耐電圧 Vimax (V] を求めよ。 105.(ばね付きコンデンサー) (10 群馬大) 閉じる。 固定されているが、右側の極板Bは壁に固定されているばね (ばね定数k)につながカて。 て、Aに平行なまま動くことができる。極板が帯電していないとき, ばねは自然の長さのい 態にあり,極板間の距離はdであった。次に,図2のように,極板Aに正, 極板Bに自の筆 荷を徐々に帯電させるとばねは徐々に伸び,最終的に極板Aに +Q, 極板Bに -Qの雷益た 帯電させたところ, ばねの伸びが 4d (Ad <d), 極板問距離がd-ddとなったところでつり あった。真空の誘電率を Eo, 空気の比誘電率を1とする。また, ばねおよび壁の帯電, 重力 の影響はないものとする。次の問いに答えよ。ただし, (2)~~(5)は, Eo, d, k, Q, Sの中から 必要なものを用いて解答せよ。 (1) 電気力線のようすを図3に矢印で表せ。 極板間の電場の強さEを求めよ。 極板Bにはたらく電気的な力Fを求めよ。 (4) dd を求めよ。 (5) 極板間の電位差Vを求めよ。 ここで、極板Bを固定し、極板Aに +Q. 極板Bに -Qの電荷 を帯電させたまま、極板間に、比誘電率2の誘電体を図4のよう にゆっくりと差しこんだ。 6 このときの電気力線のようすを図4に矢印で表せ。 (7) Bにはたらく電気的な力は,(3)と比べてどうなるか。 を開く。 初めに操作(a)による結果を考察する。操作終了後,導体板CとDの間の電場の強さは 一カ(V/m] であり,導体板Aの電位は Via=Lキ ×V(V) である。このとき、毒体 新間全体に蓄積された静電エネルギーは,(1)のエネルギーの値オ×CV?[J) の ク]番 である。 一方,操作(b)の場合, 操作終了後に導体板AとBの同に発生する電場の強さはケ (V/m] であり, 導体板Aに蓄えられた電気量は Q=D■コ C) である。 また、事体板 A Bの電位はそれぞれ VAb= サ×1/[V), Vias=■シ×1/(V) となる。この場合、毒 体板間全体に蓄積された静電エネルギーは, (1)のエネルギーの値閉×CV*(J]の ス] 倍である。 したがって、2つの操作後の結果を比較すると次のようなことがわかる。 スイッチS。 を閉じると導体板 B, C間に発生していた電場が消失するので, スイッチを開じた直後。 その分の静電エネルギーが減少する。このとき、 セ」ということがいえる。 (2)の(b)の操作後,しばらくしてスイッチS:を開き、それからスイッチS,を開じた。この とき,導体板Cの電位は V%=[ ソ×1/[V] で, 導体板BとDに蓄えられている電気量 (絶対値)はそれぞれタ×0,[C). 「 チ]×Q&(C) となる。ここで、 &はこのコ(C である。 |セの解答群 3- d-dd- B A B otinl Foom P00000 +Q-91 図1 図2 -Q +Q 図3 +Q *106.(4枚の導体板によるコンデンサー回路) (15 広島市大 改) 図4 (a), (b)で等しくなる 間の静電エネルギーに加算される (14 東京理大改) s」a 51