2022年東大物理で質問があります！ 第3問Ⅱ(1)で、 模範解答では、加えられた仕事p1Δv1が内部エネルギー変化量とあるのですが、 なぜ加えられた仕事がそう書けるのですか？ (定圧とみなせるということなのか、なぜそうみなせるのか困ってます) 明明後日本番なので答えてい... 続きを読む

28 2022 ⅡI 次にピストンを設問Ⅰの状態からゆっくりわずかに押し下げたところ、 領域1 の体 積VE から V - AV ,領域1の圧力がp から P1 + Api に,領域24 気体と外部の間で熱のやりとりはなかった。 以下の設問では, Api, Ap2, AT, AV から p2 + 4p2 , シリンダー内の温度がTからT + AT に変化した。この過程で はそれぞれ P1, P2, T, V1 + V2 より十分小さな正の微小量とし, 微小量どうしの は無視できるとする｡ (1) 温度変化 AT , P1, R, AV, を用いて表せ。 (2) Api P1 ア AV₁ が成り立つ。 V₁ + V₂ ア 東大理問題集 資料・問 領域 2 の圧力が に入る数を求めよ。 設問Iの状態からピストンについている棒を取り外し、おもりをシリンダーに接し ないようにピストンの上に静かに乗せたところ,領域1と領域2の体積、圧力、温 に変化はなかった。さらに図3-3のようにヒーターをシリンダーに接触させ気体を 温めたところ, ピストンがゆっくり押し上がった。 領域1の体積が2V1 になったとこ ろでヒーターをシリンダーから離した。 (1) このときのシリンダー内の温度を, T, V1, V2 を用いて表せ。 (2) 気体 XとYが吸収した熱量の合計を, R, T, V1, V2 を用いて表せ。 おもり 領域 1 気体 X 膜 領域2 気体 X, Y 図 3-3 ヒータ

物理の電気についてです。線引きした部分がなぜそのようになるのかわかりません。教えていただきたいです。

図 30 送電線による電力損 失ここでは送電線の全抵抗 値は一定であるとする。 また. 変圧器での電力損失はないも のとする。 一定の電力 Po = LeVe〔W〕 を送電する場合, 送電線での電力損失P'〔W〕 は PR P'=I&R= Ve2 となる。 ここで, PRは一定 値であるから,変圧器により電 圧 Ve[V] を上げることによって 電力損失 P'[W] を小さくする ことができる。

気体分子運動論の証明についてですが、 写真の青枠の部分に注目すると、N=n/NAより、 気体の状態方程式は、PV=(N/NA)RTと書き換えることができ、この式に、PV= (Nmv²/3)を代入して、 変形していくと、公式である、mv²/2=3RT/2NAという形になります... 続きを読む

のベクトルの書 ところで v2 = 0x2+uy2+uz! より = 0x^2+b2²2+02²2² x,y,z 方向は物理的には同等だから(特にある方向で分子が速いとか遅いと かはないはず) x2 = by2 = 12² よって b2=30x2 ③,④より F= よって Nmv² 3L この結果を状態方程式 PV=nRT= N NA = P=F Nmv2 Nmv2 L-S 3L³ 3 V ⅡI 気体の熱力学 -RT と比べてみれば (PV) Nm NORT これより 1/12m2 2.0T Nmv² 3. 3 NA NA 定数は平均に関係しないから、1/12m/1/2に等しく,分子の運動エネル ギーの平均値を表していることになる。 気体の内部エネルギー 分子の平均運動エネルギー 1/2mv=12/2017.T=12/2kT NA v² めやす ちょっと一言 この式は重要。温度は化学では熱い冷たいの目安に過ぎなかった のが、分子の運動エネルギーで決まっていることがこうして分かった んだ。また, 分子が運動をやめる T = 0 が最も低い温度となることも 示唆されている。 定数 R/NA はんと書いてボルツマン定数とよんでい る。 13 8 2乗平均速度√vは分子の平均の速さにほとんど等しい。27℃ の酸素の v2を求めよ。 酸素の分子量を32, 気体定数を8J/mol･K とする。 内部エネルギーUとは分子の運動エネルギーの総和をいう。 そこで単原子分子からなる気体(以下,単原子気体とよぶ)では U=Nx. 1x1/2mv=N mv=N×32321T=23NRT="2nRT X2 NA NA 何原子分子であれ気体の内部エネルギーは絶対温度 Tに比例することが わかっている。 内部エネルギーは温度で決まる

この（5）がどうしても分かりません。どういうことか教えてください。

《気体分子運動論のそのまま出る問題》 次の(1)~(8) をうめよ。 一辺の長さがLの立方体容器に, 1個の分子の質量がmの 単原子分子がn モル入っている。 いま, 図の壁Aに速度の 成分の1個の分子が完全弾性衝突をしたとすると, 壁Aは I=(1) の大きさの力積を受ける。 この分子は,1秒間に壁 y Aとは合計(2) 回衝突するから、 壁Aがこの1個の分子から平均と して受ける力fは, (3) となる。 ここで全分子にわたる の平均 を1とし、アボガドロ数をNAとす ると,壁Aが全分子から受ける力 の総和Fは(4) である。一方, 分 子は x, y, z方向にランダムな運 動をしているので,分子の速さの2乗 (v²) の全分子にわたる 平均値をとすると, 22は2を用いて, b2 = (5) xvと書ける。 よって、 気体の圧力Pはと気体 の体積V=Lを用いて, P= (6) と書ける。 ここで,状態方程式PV=nRTより, 分子1個あたりのもつ 平均の運動エネルギー R 1 mは、ボルツマン定数kB = NA 2 いて、 1/21m² もつ運動エネルギーの総和Uは, R, n, Tを用いて, U=(8) と書ける。 このUを内部エネルギーという。 | 0 ヒエ~ A L 5m²=(7) と書ける。よって,この気体分子全体の −を用

力学的エネルギーについての実験で、こういうのをしたんですが、 グラフはそれぞれどうなっているのが正しいんですか？

【実験】 (1) スタンドで合板を鉛直に固定する。 (2) 合板に取りつけられている木片の2つの穴に糸の両端をそれぞれ通し,つま ようじで仮留めする｡ (3) 糸の中央付近におもりをつけて鉛直に吊るし,最下点でおもりの中心が、合 板の下部の高さになるように、 つまようじで糸の長さを調節する。 (4) 最下点に速さ測定器を置き、おもりの中心が速さ測定器のセンサーの中心 を通過するように, 合板の高さを調節する。 (5) 糸がたるまないようにして, おもりの中心を合板の線の高さまで持ち上げ, 速さ測定器のスイッチを入れて元の位置に戻す。 (6) おもりを静かにはなし, 最下点での速さを,速さ測定器で各自が測定する。 (7) 高さを変えて同様の実験を繰り返す。 (8) それぞれの高さごとで班内の平均の速さを求め, 平均の速さ”と高さんの 関係を グラフを描く。 グラフに記入し, (9) 平均の速さの2乗と高さんの関係を 描く。 グラフを んグラフに記入し, (10) グラフが直線になった場合は傾きを求め, 傾きが表す値の意味を考える。 (11) 実験結果について考察をおこなう。

物理の仕事の問題です。 （2）がわかりません。 2枚目のところまで解けました。 答えは2.1×10の2乗なんですけど、どのようにしたらなりますか？ あと、何乗かで表さずに答える場合どんな答えになりますか？教えていただけると助かります。

8 次の各々の場合に, 加えた力のした仕事 W [J]を求めよ。 (1) 質量 200kgの物体を持ち上げようとしたが動かなかった。 (2) 水平面上に置いた荷物にひもをつけ, 水平より30° 上方に30Nの力を加えて、 水平 方向に 8.0m動かした。 (3) 質量 5.0kgの物体を持って, 4.0mの高さの2階から1階まで運んだ。

(2）ついてです。 なぜここではルートの中にV0ではなくV0^が入っているんでしょうか？確かに、2乗すれば√をつける前の値に戻りますが、他の問題、例えばkx ^/mの場合などは、Xが二乗されているため、√k/m xとなっています。

水平な地面の端に高さんの鉛直な壁があり、その 上から質量mの小球を水平方向に初速で投げ出 した。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 小球が地面に到達する直前の速さを”として 投げ出した瞬間と地面に到達する直前との間に成 りたつ力学的エネルギー保存の式を書け。 ただ し、 地面を重力による位置エネルギーの基準水平 面とする。 13mo Ⓒmigh 2 //mofmgh = 1/2mt 83 V (2) 地面に到達する直前の小球の速さは,vo,g,hを用いて,どのように表される っぴo2gh V = √ Vo+ Digh (m/s) + V₁+2gh don't 図のように、 小物体を軽いばねに押しつけ, ばねを自然の長さからxだけ縮めた後,

印が着いてるとこといて欲しいです 答えは上から 6×10の23乗 1.8×10の23乗 30 12×10の23乗 の-22乗です 途中の式もお願いします

= 60 131 次の各問に答えよ。 (1) 3.2gの酸素O2は,標準状態で何Lの体積を占めるか (2) 14gの窒素N2に含まれる窒素原子Nは何個か。 (3) 3.0×1023個の硫黄原子Sは何gか。 (4) 1.2×1023個のカルシウムイオンCa²+は何gか。 9.5gの塩化マグネシウムMgCl2 に含まれる陽イオンと陰イオンの個数の総和を求めよ。 (6) 分子1個の質量が5.0×10-23gである気体の分子量はいくらか。 (7) 標準状態での密度が1.25g/Lである気体の分子量はいくらか。 (8) 1.0molの二酸化炭素CO2には、何個の酸素原子〇が含まれるか。 (9) グルコース分子C6H12O61個の質量を答えよ。 72+12+ (10) 標準状態でH2560Lの中に含まれる分子は何個か。 SA 24 + 161 98 036 72 (2 96 FL 1 = 6.0x00² =

物理　万有引力 写真の問題についてです。 求め方を教えてください！ 急ぎです。お願いします！

71 質量 m[kg] の惑星が, 半径r[m], 角速度 ω [rad/s]で等速円運動をしているとする。 次の[ W を埋めよ。 この惑星が太陽から 受けている向心力の大きさをF[N] とすると、円運動の運動方程式より, F=① と表される。また,この円運動の周期を 7[s]と すると, 7② であり, ケプラーの第3法則より, kを一定値として, T,rの間には, ③=kの関係がある。 したがって, m, k, r を用いてF を表すと, F= ④ となり,mに比例し、の2乗に反比例することが わかる。 ここで、 作用・反作用の法則の法則から, 惑星が太陽に引かれる力と同じ大きさの, 太陽が惑星に引かれる力もあるは =GM とおくと, F= ⑤となる。ニュートンは, ずであり、これは太陽の質量 M[kg] にも比例していると考えられる。 そこで, 47² k 太陽と惑星との間に限らず、あらゆる2つの物体の間には⑤で表される引力がはたらくと考え,この力を万有引力とよんだ。

この問題の解説おねがいします。答えは（1）0.40s（2）0.78mです。

問19 類題 あるバスケットボール選手が鉛直上向きにジャンプしたと om ころ, 0.80s後に着地した。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 B1. (1) 最高点に到達するまでにかかった時間は何sか。 (2) 最高点の高さを求めよ。