(2)番についてです 自分は位置エネルギーと大気圧への仕事も考えてW=pΔv+MgL/2+p0ls/2 と考えたのですが、解答では位置エネルギーとか考慮していません。なぜですか？

49 熱力学 断熱材で作られた円筒形の容器に〔[〔mol] の 単原子分子の理想気体が入っていて, 圧力と温 度TOK]は大気のそれと等しい。 ピストンMの 質量は Mi [kg] で滑らかに動く。はじめMはス トッパーAで止まっており, 容器の底からの高 さはL][m]である。気体定数をRJ/mol・K], 重力加速度を[m/s2] とする。 (1) ヒーターのスイッチを入れて気体を加熱し たところ、温度が T1 〔K〕 になったときM が上に動き始めた。 温度 T1 と気体に加えた熱量 Q1 〔J〕 を求めよ。 (2) Mはゆっくり上昇を続け、高さが12/23L 〔m] となった。このとき の温度T2 〔K〕を求めよ。 また,Mが動き始めてからこのときまで に気体がした仕事 W2 〔J〕 と気体に加えた熱量Q2 〔J〕 を求めよ。 ここでヒーターのスイッチを切った。 そして, 外力を加えてMを ゆっくりと押し込み, 元の高さL 〔m〕まで戻した。 このときの気体 の温度 T 〔K〕を求めよ。 また,このとき気体がされた仕事 W [J] を求めよ。 ただし, この断熱変化の過程では圧力Pと体積Vの間に は PV 3 =一定の関係がある。 (京都工繊大) Base 771 3 Level (1),(2)★ (3)★ Point & Hint Cv= Cp= ※ この3式は「単原子｣のとき (1) 前後の状態方程式と, ピストンが 動き始めるときの力のつり合いを押さ える｡ 大気圧をPo, ピストンの面積をS とでもおくとよいが,これらの文字は 答えには用いられない。 (2) なめらかに動くピストンが自由になっていると 定圧変化が起こる。 定圧変化では,気体がする仕事=P⊿Vとなる。 (3) 断 熱変化では,PV=一定が成り立つ。 ♪は比熱比とよばれ, y=Cp/Cv ここで は単原子なので, y = = 12/12/12/2=121238 となっている。あとは第1法則の問題。 M -R ヒーター 10000 単原子分子気体 3 U= -nRT 2 5 R LECTURE (1) 初めの気体の状態方程式は PSL = nRTo ...... ① ピストンが動き始めるときの圧力をPとすると PSL = RT ...... ② そして、このときのピストンのつり合いより PS = PS+Mg..... ③ MgL Ti = To+ nR QinCvAT=- R(T₁-To) = 32 MgL ① ~ ③より 定積変化だから P1での定圧変化が起こる。状態方程式より PS・・ S/L=nRT2 4 (2) より そして そ T₁ = 3 T₁ = 2 (T. + Mg L nR W₁ = P₁AV = P₁ (S. 3/L-SL) より 49 熱力学 状態方程式より (3) 高さまで押し込んだときの圧力を P3 とすると B 第1法則より PS T3 = Mg また, Q2=nCAT=n212R(T2-T)=(nRT+MgL) 4U』を調べ ( 4U2=220R (T-T) 第1法則 4U2 = Q2+(-W)を用いて 4U₂ Qを求めることもできるが、まわりくどい｡ 143 P.(SL) = P.(SL) ( ∴. P3= P1 PS ピストンが動いて も上図の状況は変 わらない。 つまり, 圧力 P1 は一定 =1/23PSL=/1/2nRT=1/12(nRT+MgL) ②を用いた (2) *P₁.SL = nRT .... (3) ³T₁ = (3) ³( T. + MgL) 'T= nR 2nR(T₁-T₂) = 0+W₁ W₁ = (2) ² (2) ³-1} (nRT. + MgL)

こういう問題ってどっちに滑るのですか？

確認問題 31 7-1, 7-2 に対応 摩擦のある板の上に質量mの物体が置いてあ る。 この板を右図のように加速度αで運動さ せたところ、物体は板の上をすべることなく 一体となって動いた。 重力加速度をg, 静止 摩擦係数をμとして,以下の問いに答えよ。 (1) 摩擦力をfとして, 板に乗っている ANDRE m 人から見たときの, 物体の水平方向の力のつり合いの式を立てよ。 A 板の加速度を大きくしていったところ,加速度がαになったときに物体はすべ り始めた。 (2) を求めよ。 a INAUTOMA

わからないので教えていただけると幸いです🙇‍♀️

2. 以下の文中の( )に最も適する式・数値を答えよ。 右上の図のように、 速さぃ、半径r で等速円運動する物体の速度ベク トルの向きは時間とともに常に変化するので、 等速円運動する物体は加 速度を持っている。 下図は、上図で物体が基準線から角0だけ回転した 位置にある点Aから点Bに角 40だけ移動したときの、それぞれの速 度ベクトルを拡大して書き出したものであり、その速度変化は下図の4 vとなる。この間の移動時間を4t とすると、このときの平均の加速度 の大きさは(1) である。また、二つの速度ベクトルの間の角は上図における角 (2) に等し い｡ その後、時間がたつにつれて速度ベクトルは半径の円を描くように 動いていくので、 速度変化 4vは速度ベクトルが描く円の弦になってい ることがわかる。 時間 4t が十分小さいときには角 (2) も十分小さい。し たがって、このとき弦の長さは円弧の長さに等しいとみなすことができ るので､Av とぃおよび (2) の関係は角度の単位 [rad] の定義より、Av ≒(3)と近似できる。 これを(1) に代入して⊿v を消去すると物体の瞬 間的な加速度の大きさが得られ、 α= (4) である。ここで、 角速度 ① の定義より、 At で表すとω = (5) であるから､加速度 αはひおよびを用いて α = (6) と書ける。 また、 ひとの関係は v = (7) だから、これを用いてαを半径r および角速度 の だけで表すと、α= (8)となる。また、 逆に v = (7) より α = (6) の を消去して、 α を半径rおよび速さvだけで表 すと、α= (9) となる。 加速度の向きは半径方向中心向きなので､このαを特に向心加速度と呼 を (2) と Toda Av 1 V ABA 0 2

円運動の基礎的な問題です💦 答えだけで大丈夫なので教えてほしいです💦

2. 以下の文中の( )に最も適する式・数値を答えよ。 右上の図のように、 速さぃ、半径r で等速円運動する物体の速度ベク トルの向きは時間とともに常に変化するので、 等速円運動する物体は加 速度を持っている。 下図は、上図で物体が基準線から角0だけ回転した 位置にある点Aから点Bに角 40だけ移動したときの、それぞれの速 度ベクトルを拡大して書き出したものであり、その速度変化は下図の4 vとなる。この間の移動時間を4t とすると、このときの平均の加速度 の大きさは(1) である。また、二つの速度ベクトルの間の角は上図における角 (2) に等し い｡ その後、時間がたつにつれて速度ベクトルは半径の円を描くように 動いていくので、 速度変化 4vは速度ベクトルが描く円の弦になってい ることがわかる。 時間 4t が十分小さいときには角 (2) も十分小さい。し たがって、このとき弦の長さは円弧の長さに等しいとみなすことができ るので、Av とぃおよび (2) の関係は角度の単位 [rad] の定義より、Av ≒(3)と近似できる。 これを(1) に代入して⊿v を消去すると物体の瞬 間的な加速度の大きさが得られ、 α= (4) である。ここで、 角速度 ① の定義より、 At で表すとω = (5) であるから､加速度 αはひおよびを用いて α = (6) と書ける。 また、 ひとの関係は v = (7) だから、これを用いてαを半径r および角速度 の だけで表すと、α= (8)となる。また、 逆に v = (7) より α = (6) の を消去して、 α を半径rおよび速さvだけで表 すと、α= (9) となる。 加速度の向きは半径方向中心向きなので､このαを特に向心加速度と呼 を (2) と Toda Av 1 V ABA 0 a

写真の問題をお願いします💦 答えだけで大丈夫です！！

2. 以下の文中の( )に最も適する式・数値を答えよ。 右上の図のように、 速さぃ、半径r で等速円運動する物体の速度ベク トルの向きは時間とともに常に変化するので、 等速円運動する物体は加 速度を持っている。 下図は、上図で物体が基準線から角0だけ回転した 位置にある点Aから点Bに角 40だけ移動したときの、それぞれの速 度ベクトルを拡大して書き出したものであり、その速度変化は下図の4 vとなる。この間の移動時間を4t とすると、このときの平均の加速度 の大きさは(1) である。また、二つの速度ベクトルの間の角は上図における角 (2) に等し い｡ その後、時間がたつにつれて速度ベクトルは半径の円を描くように 動いていくので、 速度変化 4vは速度ベクトルが描く円の弦になってい ることがわかる。 時間 4t が十分小さいときには角 (2) も十分小さい。し たがって、このとき弦の長さは円弧の長さに等しいとみなすことができ るので、Av とぃおよび (2) の関係は角度の単位 [rad] の定義より、Av ≒(3)と近似できる。 これを(1) に代入して⊿v を消去すると物体の瞬 間的な加速度の大きさが得られ、 α= (4) である。ここで、 角速度 ① の定義より、 At で表すとω = (5) であるから､加速度 αはひおよびを用いて α = (6) と書ける。 また、 ひとの関係は v = (7) だから、これを用いてαを半径r および角速度 の だけで表すと、α= (8)となる。また、 逆に v = (7) より α = (6) の を消去して、 α を半径rおよび速さvだけで表 すと、α= (9) となる。 加速度の向きは半径方向中心向きなので､このαを特に向心加速度と呼 を (2) と Toda Av 1 V ABA 0 2

答え合わせがしたいので （）の中の答えを教えてください！

2. 以下の文中の( )に最も適する式・数値を答えよ。 右上の図のように、 速さぃ、半径r で等速円運動する物体の速度ベク トルの向きは時間とともに常に変化するので、 等速円運動する物体は加 速度を持っている。 下図は、上図で物体が基準線から角0だけ回転した 位置にある点Aから点Bに角 40だけ移動したときの、それぞれの速 度ベクトルを拡大して書き出したものであり、その速度変化は下図の4 vとなる。この間の移動時間を4t とすると、このときの平均の加速度 の大きさは(1) である。また、二つの速度ベクトルの間の角は上図における角 (2) に等し い｡ その後、時間がたつにつれて速度ベクトルは半径の円を描くように 動いていくので、 速度変化 4vは速度ベクトルが描く円の弦になってい ることがわかる。 時間 4t が十分小さいときには角 (2) も十分小さい。し たがって、このとき弦の長さは円弧の長さに等しいとみなすことができ るので、Av とぃおよび (2) の関係は角度の単位 [rad] の定義より、Av ≒(3)と近似できる。 これを(1) に代入して⊿v を消去すると物体の瞬 間的な加速度の大きさが得られ、 α= (4) である。ここで、 角速度 ① の定義より、 At で表すとω = (5) であるから､加速度 αはひおよびを用いて α = (6) と書ける。 また、 ひとの関係は v = (7) だから、これを用いてαを半径r および角速度 の だけで表すと、α= (8)となる。また、 逆に v = (7) より α = (6) の を消去して、 α を半径rおよび速さvだけで表 すと、α= (9) となる。 加速度の向きは半径方向中心向きなので､このαを特に向心加速度と呼 を (2) と Toda Av 1 V ABA 0 2

物理重要問題集79番(3)について質問です。 解説を呼んだのですが、「圧力が常にp_0である点は定在波の腹である。」が分かりません。何故そうなるのですか？

必解 79. 〈音波の性質〉 図1 上図のように原点Oにスピーカーを置き, 一定の振幅で, 一定の振動数の音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 4° スピーカー pt 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて, x 軸上 (x>0)の各点で圧力の時間変化を測定する。 ある時刻において, x軸上 (x>0)の点P付近の空気の圧力が をxの関数として調べたところ, 図1下図のグラフのようになっ した。ここで距離 OP は音波の波長よりも十分長く, また音波が存 在しないときの大気の圧力をo とする。圧力が最大値をとる x=xo から,次に最大値をとる x=xe までのxの区間を8等分 し, x1, x2, ..., X7と順にx座標を定める。 点P付近の拡大図 図1 (1) x から までの各位置の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している位置, およびx軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置はそれぞれどれか。 次に点Pで空気の圧力の時間変化を調べたところ、図2のグ ラフのようになった。 圧力が最大値をとる時刻t=to から, 次に最大値をとる時刻 t=te までの1周期を8等分し, ts, t2, ., Polf5 tと順に時刻を定める。 to ti to (2) から tsまでの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も Poss xox1 X2 P X3 X4 X5 t3 ta ts 図2 P 大きく変位しているのはどの時刻か。 図3のように, 原点Oから見て点Pより遠い側の位置に,x軸 に対して垂直に反射板を置くと、 圧力が時間とともに変わらず常 にとなる点がx軸上に等間隔に並んだ。 (3) これらの隣接する点の間隔dはいくらか。 なお,音波の速さ をcとする (4) (3)の状態から気温が上昇したところ, (3) で求めたdは増加した。 その理由を説明せよ。 X7 X8 X6 to t7 ts 反射板 図3 X

答え合わせがしたいので 穴埋めしてくださると助かります！

2. 以下の文中の( )に最も適する式・数値を答えよ。 右上の図のように、 速さぃ、半径r で等速円運動する物体の速度ベク トルの向きは時間とともに常に変化するので、 等速円運動する物体は加 速度を持っている。 下図は、上図で物体が基準線から角0だけ回転した 位置にある点Aから点Bに角 40だけ移動したときの、それぞれの速 度ベクトルを拡大して書き出したものであり、その速度変化は下図の4 vとなる。この間の移動時間を4t とすると、このときの平均の加速度 の大きさは(1) である。また、二つの速度ベクトルの間の角は上図における角 (2) に等し い｡ その後、時間がたつにつれて速度ベクトルは半径の円を描くように 動いていくので、 速度変化 4vは速度ベクトルが描く円の弦になってい ることがわかる。 時間 4t が十分小さいときには角 (2) も十分小さい。し たがって、このとき弦の長さは円弧の長さに等しいとみなすことができ るので、Av とぃおよび (2) の関係は角度の単位 [rad] の定義より、Av ≒(3)と近似できる。 これを(1) に代入して⊿v を消去すると物体の瞬 間的な加速度の大きさが得られ、 α= (4) である。ここで、 角速度 ① の定義より、 At で表すとω = (5) であるから､加速度 αはひおよびを用いて α = (6) と書ける。 また、 ひとの関係は v = (7) だから、これを用いてαを半径r および角速度 の だけで表すと、α= (8)となる。また、 逆に v = (7) より α = (6) の を消去して、 α を半径rおよび速さvだけで表 すと、α= (9) となる。 加速度の向きは半径方向中心向きなので､このαを特に向心加速度と呼 を (2) と TOE D Av 1 V ABA 0 a

(2)の答えの文章自体がわからないのですが、まずなぜ点Bの磁場の矢印の方向がY軸正の方向なのか、なぜ半径がx-aとx+aになるのか教えて欲しいです。お願いします。

78 117 図のように、xy平面に垂直で, それぞ れ点(a,0), 点(-α, 0) を通る2つの長い 直線導線を,同じ強さの電流が互いに逆向き に流れている。これらの電流による原点 0 での磁場の強さをHとすると,点A(0, 3a) での磁場の強さHは (1) である。 また, これと同じ磁場の強さHの点を正のx軸上でさがすと点B ある。 O - a Ay TA O a X (2) で (愛知工大)

(2)の答えの文章自体がわからないのですが、まずなぜ点Bの磁場の矢印の方向がY軸正の方向なのか、なぜ半径がx-aとx+aになるのか教えて欲しいです。お願いします。

78 117 図のように、xy平面に垂直で,それぞ れ点(a,0), 点 (-α, 0) を通る2つの長い 直線導線を,同じ強さの電流が互いに逆向き に流れている。 これらの電流による原点O での磁場の強さをHとすると,点A(0,√3a) での磁場の強さH は (1) である。 また、 で これと同じ磁場の強さHの点を正のx軸上でさがすと点B (2) ある。 O - a 0 A a x (愛知工大)