(3)の解説の『C1の両端の電圧V1は、R2とR3による電圧降下の和 』という部分が理解できないので教えて頂きたいです。また、別の考え方でも解けるのであれば別解を教えて頂きたいです。

必解115)(コンデンサーを含む直流四) 抵抗 R,, R2, Rs,コンデンサー Cl, Ca, スイッチ Si, S2 および 電池Eからなる回路がある。R., R2, Rs の抵抗値はそれぞれ2R, 49, 68であり, Ci, Ca の電気容量はともに4uF, Eは起電力カが 12Vで内部抵抗が無視できる電池である。最初S; は開いており, S2 は閉じている。 (1) S, を閉じた瞬間に Re を流れる電流はいくらか。 (2) S, を閉じて十分時間がたったとき Re を流れる電流はいくらか。 (3) (2)のとき、C,に蓄えられた電荷はいくらか。 (4) 次に、S, とS2を同時に開き,十分時間がたった。 そのとき Cに加わる電圧はいくらか (5)(4)のとき、R,で発生する熱量はいくらか。 Ci が街の R2 光の3 らの条 こ S2 Ho R。 C2 える。 S」 "E 観測 図 ぞれ (東京重後1 2の ヒント 115〈コンデンサーを含む直流回路〉 ヒント)11 (1)「S」 を閉じた瞬間」→ コンデンサーは導線と考えてよい (2) 「S. を閉じて十分時間がたった』→ コンデンサーには電流が流れない (4) スイッチを開く前後で、 C」 と Caに蓄えられた電気量の和は保存される。 (5) スイッチを開く前後での静電エネルギーの変化量は, R.と R。 で発生する熱量に等しい。 (1) S,を閉じた瞬間には, Ci, Ca ともに電荷は0であるから C1, Ca に加わる 電圧はともに0である※Aや。よって, R2 を流れる電流を Ieとすると, E→C→R2→C2→Eの閉回路で 12=41z が成りたつ。ゆえに Ia=3A (2) 十分時間がたつと, Ci, Caには電荷がたまり, 電流が流れなくな る※B。このとき, Ri, R2, Rs には同じ大きさの電流が流れるので, これをI[A)とすると, E→R3- R2→R」→E の閉回路で を (3) 電 (4)b) (3)「Q=CV」 を用いる。 合※A Si を閉じた瞬間, 電 荷0のコンデンサーは導線と 同じ。 (1)電 用い の II 入で なる 導線 R。 12=21+4I+6I よって I=1A 1C2 (3) C」の両端の電圧 Vi は, R2 と R3による電圧降下の和だから Vi=4×1+6×1=10V よって, C」の電荷 Q. は Q=C.Vュ=4×10-6×10=4×10-5C (4) スイッチを開く前のC2の両端の電圧を Vzとすると, 前問と同様に II 導線 (2)電 I[F や※B 十分時間がたつと, コンデンサーは断線と同じ。 する V2=2×1+4×1=6V は - S, Szを同時に開いて十分時間がたつと, Ri, R2, R3 を流れる電 流は0となるので, Ci と C2に加わる電圧は同じになる※C←。これ をVとすると, 電荷が保存されるから C.V:+C2V2=(Ci+C)V 4×10-6×10+4×10-6×6=(4×10-6+4×10-6)V よって V=8V (5) S1, S2 を開く前に C., C2に蓄えられていたエネルギーWは R」 R2 てい フの I 2式 w-cv+Gw 合※ C 4μF (3)「P 十分時間がたった後に, C1, C2に蓄えられてい るエネルギー W' は Qi ラフ Q2 の組 消費 (4) 問 W' 4μF Ri. Rs で発生する熱量は, W-W'※D←であり, Ri, Ra は直列に接続され ているから, 発熱量の比は抵抗の比となる※E←。 ゆえに R」での発熱量は 一※D 減少したエネルギー が、2つの抵抗R」 と Ra で消 費される。 であ R (W-W)x- Ri+R。 の電 -(cm-a-(ccr) -(×4x10+×4x)-(伝×4×8+×x8 R」 ;X 介※E 抵抗での消費電力P は P=IV=RI? Ri+R。 (a) で 直列のときは電流Iが共通な ので,発熱量は抵抗に比例す 2 の =4μJ=4×106J 2+6 る。

（2）の 0+mad+0=〜 の式の部分から意味が分かりません🥺🥺 どうか教えてください🙏 お願いします🙇‍♀

=49 115,116,117 基本例題 26 力学的エネルギーの保存 質量mの小球を軽いばねでつるしたところ, ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。 このときの小球の位置を点Pとする。重力 加速度の大きさをgとする。 (1)ばね定数んを m, d, gで表せ。 (2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さひを m, d, gで表せ。 岡(2) 点Qと点Pそれぞれについて, ①運動エネルギー, (②重力による位置エネルギー @ 性力による位置エネルギーを考え, カ学的エネルギー保存則の式を立てる。 よって k= 解(1) 力のつりあいより kd-mg=0 (2)点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。 点Q. P間での力学的エネルギー保存則より d 伸び 伸び (伸び 0+mgd+0= mu+0+kd (1)の結果を代入して, vについて解くと mgd=-mパ+ー×xd よって v=\gd kd PC mg 遠さ 2 POINT の運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③弾性力による位置エネルギー K= U=mgh U: -kx? 0000000 O 000000

物理の波についての問題です。 写真の④番についてなのですが、青で印をつけた所の式の意味が分からないです。なぜいきなりこの式変形になったのでしょう。夜行性なので反応早いと思います。

その波高は 5m,速さは 65km/hにもなる。 物理 基礎 STEP 3 解答編 物理 p.115~116 |220 波の重ね合わせ 次の文の「 数値を入れて文章を完成させよ。 右上図のように, ェ軸上の原点O(r=0) と点Q(z=D2L)に同位相で単振動をする波 源があり,それぞれから出される振幅 A, 振動数fの正弦波が, 工軸上を速さゅで互い に逆向きに進み, OQ間で重なった。このとき, 点P(位置x)における時刻!での波源 0からの波による変位 ypo は,次式で表される。 に数式または0 干 2L の く P Q fx V=fa Iro=A sin 2f(t-ト 20 (fe-) v f この波の波長は0である。一方, 点Pにおける時刻tでの波源Qからの波による 変位 yro は, yro= 波による変位は2つの三角関数の和で, yp= ③] と表される。このとき, 点Pにおける両波源からの波の合成 と表される。ここで、 A-B COS 2 A+B sin A + sin B =2sin を用いた。この式より, 時刻によらず変位0の 2 位置があることがわかる。v,f, Lの間に,v=fL という関係があるとすると,OQ間 にそのような位置は 個存在する。 Chapter 221 波の反射と定常波 右図のように, 媒質が.r軸 に沿って置かれており, 原点Oに波源がある。 エ=0 壁 16 波I 世所の 告器

解き方を教えてください🙏

練習問題 step 3 115 弾性エネルギーと仕事 なめらかな水平面上で, ばね定数たのばねの一端を固定し、, 他端に台車をつけ る。このばねを自然の長さよりLだけ引き伸ばして静かにはなす。 (1) 台車が図のLの位置から×の位置にくるまでに, ばねが台車にした仕事を求めよ。 ただし, ばねが物体を 引く力の大きさは平均をとってよい。 自然の長さ F000000- (2) ばねの伸びが自然の長さよりLのときとェのときとで弾性 エネルギーの差を求め, (1)と比較せよ。 ズー helllllleた Mook

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

なぜこの合力は8.65Nになるんですか？

5 下図の (1), (2) ぷは, カFとFの合力下を F。 F。 2 10 N 10N Het 120° 60° 05.0N F VSイ8 = V/2t - sV5 2,23 (229 2 5x2(23 8.65N 三1115

下線部の公式の意味教えて欲しいです🙇‍♀️ ma=mgsin30° なのに×2分の1がでてくるんですか？

0.50kg 15.)斜面上の物体 傾斜角が30°のなめらかな斜面上を, 質量1.0kgの物体がすべりおりている。重 力加速度の大きさを9.8m/s°とすると, 物体の加速度の大きさは何m/s°か。 2 T 1.0kg 130° 物休B

熱力学第一法則の正負は理解できたんですけど、この赤線部分の意味がわかりません！簡単に説明していただけませんか？

3気体の体積変化による仕事 気体は,体積の変化を伴って,外部に仕 AV(=S4 気体の シリンダー 事をしたり,外部から仕事をされたりする。 断面積S[m°]のシリンダー内をなめら AL れ かに動くピストンがあり, 一定量の気体が 閉じこめられている(図0)。 シリンダー内 カ 和島 の気体の圧力を[Pa]とすると, 気体がピ ストンを押す力はかS[N]である。気体が 膨張して,ピストンが微小な距離 41[m] を こい 移動したとき,か[Pa]は, ほぼ一定とみな すことができるので, 気体が外部にする仕 0 10 図80 気体がす 体積変化4V が 部にする仕事 面積)に等しい 事W'[J] は,DSAI と示される。このとき →注意 の体積変化をV[m°]で表すと, AV=SAI であり,W'は次のようになる。 W'=DSAI=pAV 注意 熱力学 部にする仁 力学の第 (113))は、 AU= …(114) 15 逆に,気体が外部からされる仕事 W(J] は, W=-W'=-pAV …(115) と表される。気体が圧縮されるときは, AV<0となり, 式(115)から, 気体が外部からされる仕 参 気体がされる仕事と気体がする仕事 @ 20 シリンダーに入れられた気体を圧縮するとき, 気体がら

この問題の運動エネルギーの倍が答えは4倍なんですけど、何故4が出てくるのか分かりません！

フン ^ァアタ NI115。 運動エネルギー 質量1.0x10*kg の自動車が, 速さ36kmルで 走行している。自動車がもつ運動エネルギーは何 」 か。また, 自動車が速さ 72km/h に加速したとき, 運動エネルギーは何倍になるか。 (て ゃw

赤で囲った問題の解説をお願いします。

93 1[atm] = (①)[N/m7] =(②) [Pa] = (③)[hPal 94 水圧p [Pal= oh ののは( )であり, その単位は( )である。 95 水の比重は( ), 水の密度は( )[kg/m]である。 96 大気圧がpu[Palのとき, 深さhm]で物体が受ける圧力は( )である。 97 1[atm] は水銀柱( )[m]分の圧力であり, 水なら( )[m]分である。 98 物体にはたらく浮力の大きさは, その物体が排除している( )の( )に等しい。 99 浮力FIN] = のhりののは( )であり, その単位は( )である。 100 仕事は向きを( )。 101 物体にはたらく力F / 物体の変位xのとき, F-xグラ7の面積は( )を示す。 102 1つの物体に複数の力がはたらく<とき, 各力のした仕事の計三( )のした仕事 103 静止摩擦力が物体に対してする仕事は( )。 104 動摩擦力が物体に対してする仕事は(、)。 068 垂直抗力が物体に対してする仕事は( 0 日 Hr 旋が物価 109 仕事氷は仕事の( )を示す。 110 WkWは( )の単位である。 111 WhkWhは( )の単位である。 0 112 馬力は( )の単位である。 時 113 ( )をエネルギーという。 114 エネルギーは向きを( )。 115 foreejpowerwork,energyは( ),( ),( ),( )で, すべて異なる量である。 116 3T 9 S2Tい 0 滞MA 7である。 120 At PD こした( )の位置+ネルキーという。 2 , 静電気力, 2 )等は保存力であるが, ( )は保存力でない。 122 運動エネルギーと( EE ーという。 123 ( 以外のが人事をしないとき ( )ェネれキー は保存される。 125 ばねにつけた物体の水平方向の振動の中心は( )の位置である aにつけた物体の鉛直方向の振動の中心は( )の位置である 、128 力学的エネルキー保存則を用いて直接( )を求めることはできない。・ 129 斜方投射の経路は物体の( )によらない。 130 自動車が曲がるとき, %1ヤに( )向きに, 摩擦カがはたらく。