・物理 交流 式変形 問2の(1)の式変形が分からないです、式の意味は理解しています。 よろしくお願いします

:24:44 最大 3 図1のように抵抗値100Ωの抵抗R, 自己インダクタンス0.40HのコイルL,電気 容量10μFのコンデンサーCと交流電源EおよびスイッチSからなる回路がある。 計 算に必要な場合,つぎの値を用いよ。 V1.41 および≒3.14。また,コイル内の抵 抗は無視できるものとする。 S R Vab[V] 10 L a 10000 b 0 -10 C d 1 2 3 t[s] 0 120 120 120 E 図1 図2 問1 スイッチSをつないでいない場合, cd間に実効値100Vの交流電圧を与えたとこ ろ, ac間の電圧と ab間の電圧が等しくなった。 (1) 交流電源の交流電圧の最大値はいくらか。 (2) ac間の電圧の実効値はいくらか。 (3) 交流の周波数はいくらか。 問2 スイッチSをつないだ場合, cd間に周波数 60Hzの交流電圧を与えたところ, b に対するaの電位の瞬時値V ab [V] は図2のように時間 [s] とともに変化した。 (1) コイルLを流れる電流の瞬時値の実効値ILe はいくらか。 (2) コンデンサーCを流れる電流の瞬時値I の実効値Iceはいくらか。 (3) Vab の時間変化に対するLおよびL の時間変化をそれぞれ図3および図4に 示せ。ただし,それぞれの電流の最大値をILm [A] およびIcm[A]にせよ。 (4)との位相差はの何倍か。 (5) 図1の自己インダクタンスLを別の値L'に変えたところ,抵抗Rに電流が流 れなくなった。 L'の値はいくらか。

なぜ325の（3）と326の（2）でそれぞれ解き方が違うのですか？

325 正弦波の式と位相図は、x軸の正の向き に速さ2.0m/sで進む正弦波の, 時刻 t = 0s にお [m]波の進む向き 1.2 ---- ける媒質の変位y [m] と位置x [m]の関係を表すグ 0 0.20 0.40 0.60 10.80 -1.2 ラフである。 (1)この波の周期を求めよ。 (2)グラフ x=0mの媒質の変位y[m]と時刻t[s]の関係を表すグラフをかけ。 (3) 時刻t[s] における, x=0mの媒質の変位y[m] を表す式を求めよ。 (4) 時刻 t〔s〕における, 位置 x[m〕の媒質の変位y[m]を表す式を求めよ。 例題 75 ヒント (3) (2)でかいたグラフをもとに,正弦波の式の初期位相を求める。 326 負の向きに進む波 x軸の負の向きに進 む正弦波がある。 図の実線は時刻 t = 0sの波形で ある。 この 0.20 秒後にはAの位置の谷がA' の 位置まで移動し, 波形は破線のようになった。 (1) この波の速さと周期を求めよ。 Fatty1 [m] 波の進む向き 0.50 1.53.0 4.5 6.02 -0.50 T A'A (2)時刻 t [s] における, x=0mの媒質の変位 y[m] を表す式を求めよ。 (3)時刻 t[s]における, 位置 x[m]の媒質の変位y 〔m〕 を表す式を求め上。

高校一年生、物理基礎の質問です。 （3）で、三角形が1:2:√3 とわかるのは何故ですか？？ 解説よろしくお願いします

16 第1編 運動とエネルギー リードC 基本例題 8 水平投射 31,32,33 解説動画 地上14.7mの高さから小球を水平方向に初速度 9.8m/sで投げた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 9.8m/s (1) 小球が地面に当たるまでの時間 t [s] を求めよ。 14.7m (2) 地面に当たるまでに水平方向に飛んだ距離 x [m] を求めよ。 (3) 小球が地面に当たるときの速度の大きさ V[m/s] と, 地面 となす角を求めよ。 x 20 V 指針 投げた点から水平 (x) 方向に等速直線運動,鉛直下 (y) 向きに自由落下をする。 解答 (1) y方向について (3) vx=vo=9.8m/s 0v=9.8m/s x 「y=1/gt2」 より vy=gt=9.8√3m/s 1 14.7=- ×9.8×2 2 8×12 図のように, vx, y, V 14.7m からなる三角形は vx=00 1 t=√3≒1.7s (2) x方向について x=vot=9.8√3 =9.8×1.73≒17m 基本例題 9 斜方投射 1:2:√3 の直角三角形 なので x 20=60° y vyi V=vxx2≒20m/s 0=60° V 34,35,36,37 解説動画

高校一年生、物理基礎についての質問です。 （1）（2）の解説でサインコサインタンジェントが使われているのですが、途中式が省かれているところが多く、20sin30°がどのような式で、どのような数字になるかなどがわかりません。 解説よろしくお願いします

基本例題 9 斜方投射 →34,35,36,37 解説動画 地上から水平より 30° 上向きに, 初速度20m/sで小球を投げ上げた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 最高点に達するまでの時間t][s] を求めよ。 (2)最高点の高さん [m] と, 投げた点から最高点までの水平距離 x1 [m] を求めよ。 (3) 再び地上にもどるまでの時間 t 〔S〕 と, 水平到達距離 x2 [m] を求めよ。 指針 投げた点から水平 (x) 方向に等速直線運動, 鉛直上 (y) 向きに加速度-gの等加速度運動 をする。 最高点 (v=0 の点)を境に上りと下りが対称になることに注目する。 ↓-g 解答 (1) 「v=vo-gt」 を成分について立 y A 最高点 てると. 最高点ではvv=0 より 20m/s (vy=0) 0=20sin30°-9.8 × t t = 1.02...≒1.0s (2) 「vv=-2gy」 より 02-(20sin 30°)=-2×9.8×h 20 sin 30° 130° O 20 cos 30° X1 # 【POINT 100 h=- -≒5.1m 2×9.8 x方向には等速直線運動をするから 「x=vt」より x1 =20cos30° × t X2 =10×1.73×1.02=17.6.≒18m (3)対称性よりt=2≒2.0s x2=2x1=2×17.6≒35m 水平投射水平方向: 等速直線運動 + 鉛直方向: 自由落下 斜方投射 水平方向: 等速直線運動 + 鉛直方向: 鉛直投射

物理、接触力について。 A（2）です。 私が作図した図に滑車の力を書いてなくて間違えたのはわかるのですが、なぜ、物体Bからの反作用を受けないのですか？

をFとして 向きを速度の正の向きとする。 21. <運動の法則と等加速度運動〉 図のように,なめらかで水平な床の上に質量の直方体の物 体Cが置かれている。Cの上には質量 MAの物体Aがあり,A から軽い糸を水平に張って滑車を通し,その糸の先端に質量 MB の物体Bを取りつけ,鉛直につり下げる。 Bの側面はCと 接しており, AとC,BとCの間には摩擦力ははたらかないも のとする。重力加速度の大きさを⑨として,次の問いに答えよ。 A B 〔A〕 A, B, C を静止させるために, A には水平方向左向きに,Cには水平方向右向きに手 で押して力を加える。 (1) A を押す力の大きさはいくらか。 (2) C を押す力の大きさはいくらか。 〔B〕Cが動かないように手で水平方向右向きに力を加え, Aから静かに手をはなすと, A とBは運動を始めた (3)糸の張力の大きさをTBの落下の加速度の大きさをとして, A の水平方向の運動 方程式を書け。 (4)B の鉛直方向の運動方程式を書け。 (5) αをma,m,g を用いて表せ (6)Tをma, MB, g を用いて表せ。 (7)AとBが運動しているとき,手がCに加えている力の大きさをma, MB,g を用いて表せ。 (8)Cにはたらく床からの垂直抗力の大きさを,M,m, MB,g を用いて表せ。 [C] C を押す水平方向右向きの力を大きくすると, A, B, C は同じ加速度で等加速度運動 をするようになった。 (9)加速度の大きさをmm,g を用いて表せ。 [福岡大〕

(3)の解答で　状況が不明なので速度で　とあるのは(1)の静止していた状態から打ち出した状況と違い、(3)の状況では、Qを左に打ち出したからといって、左向きに進むとは限らないため速さで表すことは出来ないからですか？

R Q P m m 2m 20 質量がそれぞれ2mm,mの3つの 部分 P Q R から成るロケットが宇宙空 間で静止している。 はじめ, R を左向きに 打ち出した。放出後のPQ から見た R の速さはuであったので, P・Qの速さは (1) である。また,この 際に要したエネルギーは (2) である。 続いて,Q を左向きに打ち出した。 放出後のPから見たQの速さは やはりであったことから, Pの速さは (3) となっている。 (立命館大 +東北工大)

P→QとQ→Rに要する時間は等しい、とありますがなぜでしょうか？ 解説では「運動の対称性から、」と書いてありましたが、よくわからないので教えて頂きたいです。 御回答よろしくお願い致します。

知識 197. との衝突 図のように, 水平な床の点Pから距離 Sはなれた鉛直な壁に向かって、初速度 (水平成分の大 きさ 鉛直成分の大きさ)で小球を発射したところ, 小球は、床から高さんの点Qで壁に垂直に衝突してはねか Vo えり、壁の前方の点Rに落下した。 重力加速度の大きさを P R S- g、小球と壁との間の反発係数を0.60 とする。 次の各問に 答えよ。 (1) 小球が点Pから点Qに到達するまでの時間を, vy,g を用いて表せ。 12 点Pでの小球の速度成分 x, y, h, g, Sのうち, 必要なものを用いて表 (g) 小球が点Qから点Rに到達するまでの時間を, h, g を用いて表せ。 (1) 壁から点Rまでの距離を, Sを用いて表せ。 ヒント 壁に垂直に衝突とは、 最高点で衝突したことを意味し、PQと QR に要する時間は等し

(2)についてです。 解説の方法で問題が解けることは理解できたのですが、反発係数e=1を示す方法では問題が解けない理由はなんでしょうか。 御回答よろしくお願い致します。

記述 201斜め方向の衝突■ なめらかな水平面上を,質量 mの小球Aが速さで一直線上を進み、 静止していた 質量mの小球Bに衝突した。 衝突後, 小球Aは衝突前 の進行方向から右へ30°の向きに速さで進み, 小 球Bは左へ60°の向きに速さで進んだ。 衝突後のB 272 60° m B 30° A 衝突後の A B (1) A, UB をそれぞれ”を用いて表せ。 (2) この衝突が弾性衝突であることを示せ。 (21.滋賀県立大 改)

(3)はなぜ(2)で出た熱量を使うのですか？何の公式が使われていますか？

Woul ai 8.0×10 = 0.4Q=8.0×10°W (2)その発電所が放出している熱量は毎秒何Jか。 0.4=200-Q2 0.4 193. 熱機関の冷却 熱効率 40% 発電能力 8.0×10°Wの発電所(熱機関)がある。 次の各問に答えよ。 (1) この発電所が受け取っている熱量は毎秒何Jか。 04= Q1 <<->1 2000000000 048000000000 2000 2.0×10°丁 0.4 ° 8000 GOOD 2,0x109- □知識 m = 6.0×104kg Q2 0.8×10 -Q2=0.4×2.0×109-(2.0×102) 0 Q2=+1.2×107 - 22 = 0.4×2.0 × 101 - 12.0x12 = 2.0 x10²-8.00 (.2x²+10 × 10189 (3)この発電所を運転し続けるには、 毎秒何kg の冷却水を必要とするがただし、発電所は、冷却水 1.0kg で 2.0×10 Jの熱を放出することができるものとする。(2,0x104 1.2×10%=12.0×104) xm J/g.k)=C 80 0.8

EXの(3)の最後のところなのですが、なぜuはプラスマイナスからこのように判断できるのですか

64 力学 知 トク 等質量の弾性衝突では,速度が入れ替わる。 78の答えが出たら, M=mとしてみると分 かる。たとえば, Qがはじめ静止していると, 衝突してきたPが止まり, Qがひで動き出 すことになる。 79 なめらかな床上に, 質量 Mの板が, ばね定数に のばねで結ばれて置かれている。 質量m (M/2) ↓ 解 の物体が速さで板に当たるとき, ばねの縮みの 最大値はいくらか。 衝突は瞬間的とする。 M_ m Vo k 000000 (1)e=0 (2) e= =1の場合について求めよ。 保存則の威力 (1)Pがばねを押し縮めると同時に, Qは ばねに押されて動き出す。 ばねが最も縮 んだときとは,Qから見て接近してくる Pが一瞬静止したときでもある。 VI 運動量 65 <止まった 相対速度 0 つまり、相対速度が だ。し したがって,このときQの速度も”である。 Qから見た Pの運動 P.Qの速度は同じ 運動量保存則より mv=mu+Mv v= m m+M -Vo トク 2物体が動いているとき, “最も・・・"は相対速度に着目 りっきゃく 力学的エネルギー保存則, 運動量保存則とも運動方程式に立脚している。 しかし、保存則は運動方程式を超えた力を秘めている。 たとえば, 滑らかな 曲面をすべり降りたときの物体の速さや, 衝突の問題では運動方程式を用い ても事実上解けない。 ただ, 保存則には適用条件があることは常に意識して おかねばならない。 (2) 力学的エネルギー保存則より Mu2+ 1/21/11/21/12k . 1=vok(m+M) mM ちょっと一言 ここでQ 上の人に保存則まで用いさせてはいけない。 保存則や 運動方程式は静止系(あるいは慣性系)で用いるべきもの。 ただし,次章で扱う慣性力の効果まで考慮すれば, 加速度系で用 いることもできる。 摩擦抵抗なし(保存力以外の力の仕事=0) 力学的エネルギー保存則 衝突・分裂 (物体系について外力=0) 運動量保存則 力学的エネルギー保存則は仕事を, 運動量保存則は力を条件にしていると いう違いがある。 両者はまったく独立な法則であるが,両立することもあり, 車立的に解くタイプは概して難問となる。 が, パターンを心得ていれば, 取 いはむしろ一本調子だ。 猛犬を手なずけて忠犬としてしまおう。 EX 滑らかな水平面上に質量Mの球Q がばね定 数kのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量mの球Pが速度v で進んできた。 Vo k Q m M (1) ばねが最も縮んだときのPの速度vを求めよ。 (2) ばねの編みの最大値を求めよ。 (3) やがてPはばねから離れた。Pの速度を求めよ。 (3) Qの速度をUとすると 運動量保存則より mv=mu+MU ...... ① ばねは自然長に戻っているから、力学的エネルギー保存則より 121212m2-12m+1/2 MU2 Uを消去して整理すると 2次方程式の解の公式より .....2 (m+M)u2-2mvou+(mMv02=0 m±M u=> m+Mv u=v とすると,① より U=0 となって不適 (ばねに押された Qは右へ動 いているはず) ium-M m+M V₁ ゆる High (3) は P, Q がばねを介して緩やかな衝突をした後と見てもよい。エネル ギーを失わない弾性衝突だから, e=1の式 u-U=) を②の 代わりに用いるとずっと速く解ける。