途中式が全く分からなくて....解説お願いします！ 特に最後の⑩と⑪がよく分かりません

本書の以後の問題では、 特に断らないかぎり, 重力加速 |度の大きさをg=9.8[m/s] とする。 | 本書の以後の問題では,特に断らないかぎり, 空気抵抗は無視できるものとする。 217 ヤングの実験 ヤングの実験に関する次の文章中の空欄 に適当な式を入れよ。 スリット St, S2 から波長の光が出てスクリーン上に明暗の 縞ができた。 点Pでは明線, 点Qでは暗線が確認されたとき, m=0, 1, 2, |S,P-S2P|= |SQ-S2Q|= として, の関係が成り立つ。 スリットとスクリーンの距離Lがスリット間隔dに比べて非常に大きいとき (L≫d), SP とSPは平行とみなせるので, 図の角0とdを用いると |S,P-S2P|=|| また、実際の角0は非常に小さいので、点Pの位置をxとすれば, sin0≒tan0= となり, 経路差|SP-SP|はL, d, x を用いて, |S,P-S2P| = (6 となる。 ① と ⑤の結果より, 隣り合う明線の間隔 4. は, 4x= と書ける。この4x を測 定することにより, 未知の光の波長を計算することができる。 d = 0.50[mm], L=1.0[m], 4.x=1.0[mm] で ある光の波長は、入 = [[m] である。 もうひとつの方法で経路差を考えてみよう。 上の図で三平方の定理を用いると, |S,P|=® |S2P|=|| である。 これより,|S,P-SP|=① となる。 ここで,d, rはLに比べて十分小さいことから, h≪1のとき (1+h)"≒1+nh となる近似を用いて, |S,P-S2P|=| となり, (10) ⑤と同様の結果が得られる。 I 02

波動の問題です。 （3）で画像二枚目のように求めるのは間違っていますか？また、解き方は合っていますか？

71 基 図はx軸の正方向に進む正弦波 の変位y〔cm〕 を示している。 実線は時 刻t= 0[s] での波形を, 点線はt=10 [s] での波形を表す。 ただし, 波の速さは 3cm/sより速く15cm/sより遅い。 (1)この波の振幅,波長,速さ,振動 数,周期をそれぞれ求めよ。 y〔cm〕 -1 0 50 A x [cm] (2) t=0[s] のとき, x=220[cm] における変位を求めよ。 (3)x=100〔cm]の位置で.t=6[s] のときの変位を求めよ。 100 150

物理 (2)(ウ)についてです。 なぜ電場からの静電気力はｰeEではなくeEなのでしょうか。

6 オームの法則と抵抗率■ 次の文中の せよ。 断面積 S[m²],長さl [m] の金属導体中の自由電子の運動モデルより,導体の電気抵 抗について考えよう。 電子が金属中を一定の速さ [m/s] で動き,電流I [A] が流れているとする。この 金属の単位体積中の自由電子の数をn [1/m²〕,電子の電気量を -e [C]として、電 流I[A] を表すと, I ア となる。 イ〔V/m]の電場が生じる。 (2)金属の両端に電圧 V [V]を加えると,金属導体内部にレイ [V/m] の電場が生じる。 金属内の自由電子はこの電場から力を受けながら移動するが, 熱振動している金属 の陽イオンと衝突してその運動を妨げられる。 つまり, 陽イオンは電子の流れに 抗力を及ぼす。この抵抗力の大きさは電子の流れの速さに比例すると仮定し、 [N] で表す (k は比例定数)。 電子は電場から受ける力と抵抗力がつりあって等速 線運動しているとすると,vであり、(ア),(ウ)よりI=土が得られる。 (3)(2)で得られた電流I[A]と電圧 V [V]の関係式より,金属の電気抵抗 R [Ω] および 抵抗率p[Ω･m] は,それぞれ R=オおよびρ=カで表される。 は,それぞれR=オ (4) 金属の温度 T [°C] における抵抗率 [m] は, 0℃における抵抗率を po [Ω・m]. 温度係数をα[1/K] とすると,=ox(キで表される。 考察した金属導体に電圧 V [V] を加えて電流I [A] が流れるとき, t[s] 間 に発生するジュール熱はク [J] で与えられる。 これは, 自由電子の運動モデル より説明できる。すなわち, 導体中の1個の自由電子には負極側から正極側へ静電 気力 がはたらき, t[s]間でその力の向きにコ [m]だけ移動するの [N] で,この電子は(ケ)×(コ)の大きさの仕事をされる。 導体中の自由電子の総数は サだから,ジュール熱 Q [J] は全自由電子がされる仕事の大きさとして Q=(ケ)×(コ)×(サ)となり, t[s] 間に発生するジュール熱ク [J]に等しい。

物理 (2)(a)についてです。 なぜVAを求める際にR3とI1をかけるのでしょうか。R1とI1をかけてはいけないのですか？

基本例題 52 ホイートストンブリッジ 254,255 解説動画 図のように抵抗を組み合わせたブリッジ回路がある。抵抗値 R1, R2, R3 はそれぞれ2kΩ 4kΩ, 4kΩ である。Gは検流計. Sはスイッチ, Rx は可変抵抗器の抵抗値である。 電池の起電 力は3V で, 内部抵抗は無視する。 (1)Sを閉じたとき,Gの針が振れないように Rx を調節した。 この抵抗値 Rx [kΩ] を求めよ。 (2)Sを開いたままにしたとき,次の(a), (b) の値を求めよ。 ロメロ A R1 R3 S C R2 TRX B (a) Rx の値を2kΩとしたときの点Bに対する点Aの電位 V[V] (b) 可変抵抗器の抵抗が断線したときの点Bに対する点Aの電位 V'[V] 3V HI

ここの問題がわからないです。 特に作図のところがよくわかりません。解説お願いします。

この一端を取りつけ、傾きの角が0のなめらかな斜面上に TO 置いた。次に、それぞれのばねの他端 A, B を,AB間 この長さが2となるように斜面に固定した。 小球が静止しているとき, AP間の長さ 43 はいくらか。 重力加速度の大きさをgとし,Pの大きさは無視できるとする。 板の上にいる人の力のつりあい 図のように、 軽くてなめ らかな定滑車に軽い綱を通し, その一端に軽いロープにつながれ た重さ100Nの板をつり下げる。 重さ 600Nの人がこの板に乗 り、綱の他端を引いた。 有効数字は考えなくてよい。 (1) 人が綱を引く力の大きさが200N のとき, 板は地面から離 れなかった。 このとき, 人が板から受ける力の大きさはいくら か。 また, 板が地面から受ける力の大きさはいくらか。 (2)人が綱を引く力を徐々に大きくしていったところ、 引く力の 大きさがある値をこえると, 板は地面から離れた。 その値はいくらか。 3 4 44 連結したばねのばね定数 図のように、天井に固定したばね定数 の軽いばねにばね定数k の軽いばね2を直列につなぎ、 その下端 に質量mの小物体をつり下げる。 重力加速度の大きさを」 とする。 (1)ばれとばわりのそれぞれの他がいくか 綱 ばね 人 (600N) 板 (100 N) 20000000 k₁

(3)の問題で、どうしてyを求める式を使って変形させて求めるのかを分かりやすく教えて欲しいです。

2 自由落下運動 高さ19.6mのビルの上からボールを自由 落下させた。 ただし, 鉛直下向きを正, 重力加速度の大きさ を 9.8m/s^ とする。 (1) 1.5s 後の速度はいくらか。 19.6mは有効数字3桁, 9.8m/s2, 1.5s は有効数字 2桁なので, 解答は2桁で 答える。 444 (1) v=gt (2) ボールが地面に達するのは何s後か。 (3) ボールが地面に達する直前の速度はいくらか。 (2)y=1/23gf を変形して、 時間を求める。 I 地面に達したとき 落下距 1 I 離は19.6m となる。 I (3)(2)の時刻を用いて考え る。

(1)は問題文だと圧力を保っているので定圧のはずですが、なぜ定積モル比熱を使っているのでしょうか？また、熱力学第1法則が使えないのは何故ですか？第1法則が使える条件を教えてください。

3 [定圧変化] JOHTO 定積モル比熱 Cy〔J/ (mol・K)] 定圧モル比熱 C, [J/ (mol・K)] の理想気体n [mol] がある。 最初、理想気体は圧力 Po〔Pa], 体積 Vo [m], 温度 To [K]であった。 この理想気体に, 圧力をP に保ちながら熱をゆっくりと加えていったところ、体積がV[m], 温度がT [K]になった。気体定数を R[J/ (mol・K)〕として,以下の問いに答えよ。 X 気体の内部エネルギーの増加量を, Cun, To Tを用いて上 定圧(?)定積じゃない 定積じゃない人 (2) 気体に加えられた熱量を,Cp, n, To, T を用いて表せ。 Ⅰ れたと (3) 気体のした仕事を,n, To, T, R を用いて表せ。 2内部エネル ツンソダ 2010) (4) Cy と C, の間に成り立つ関係式を求めよ。 ヒント (4) 熱力学第1法則に(1)~(3)の結果を用いればよい。 内

物理基礎です。 (2)の問題で、回答はVa=6ですが、どうしてVa=3,5にならないのですか？岸から見た時の速度に統一するためですか？ よろしくお願いします

① 基本例題2. 速度の合成と相対速度 を 流れの速さ2.5m/sの川がある。 次の各問に答えよ。 (1) 静水に対する速さ3.5m/sのボートAが,船首を下流 に向けて川を進むとき, 岸から見たAの速度を求めよ。 (2) ボートAからボートBを見ると,上流に4.5m/s の速 度で進んでいるように見えた。 岸から見たBの速度を求 めよ。 指針 合成速度, 相対速度を求めるには, それぞれの速度をベクトルで図示する。 (1) 速度の合成の式, 「v=v+v2」 を用いる。 (2) 問題文は,Aに対するBの相対速度が, 下流 から上流の向きに 4.5m/s であることを意味す ある。相対速度の式, 「VABU-V」 を用いる。 ■解説 (1) 上流から下流の向きを正として, 岸から見たAの速度を vA [m/s], 静水の場合の Aの速度を [v] [m/s], 流れの速度を v2 [m/s] と すると, v = 3.5m/s, v2=2.5m/sであり, 各速 度の関係は図のようになる。 UA = v1+v2=3.5+2.5=6.0m/s ◆基本問題 11, 13 3.5m/s B 上流 下流 (2) 上流から下流の向きを正として,岸から見 Bの速度を up [m/s], Aから見たBの速度を VAB [m/s] とする。 v = 6.0m/S, VAB-4.5m/s であり, VAB=VB-UA の関係が成り立ち これ らの関係は図のようになる。 上流 上流から下流の向きに 6.0m/s -4.5=vp-6.0 ひB=1.5m/s AI 上流から下流の向きに 1.5m/s v=6.0m/s 20 [m/s] B 正 VAB=-4.5 m/s 下流 上流 v=3.5m/s v=2.5m/s A VA [m/s] →正 下流 Point 1直線上の運動では,正の向きを定め ることで,速度を正, 負の符号で表すことがで きる。 ②速度は,大きさ(速さ)と向きをもつべ クトルであり,「速度を求めよ」 と問われた場合 は、向きも含めて答える必要がある。 1.物体の運動 7

(3)の問題を電気量保存の法則でも解けますか？解き方がわかりません。

C3 107 図はコンデンサー C1, C2, C3 (電気) Cal 容量はそれぞれ C, 2C,3C) 電池(起 電力V)およびスイッチ St, S2と抵抗 R からなる回路である。 最初, スイッチは どちらも開いており、いずれのコンデン サーにも電荷はない。 S2 9 S1 C₁ C2 R A V I. まず, スイッチを閉じ, C1とC2 とを充電した。 (1)CL に蓄えられる電気量はいくらか。 (2)C2 にかかる電圧はいくらか。 II.次に, S を開いてから, S2 を閉じ、十分に時間がたった。

（４）「腹で振幅は入射波の振幅の2倍となるので」の部分が分かりません。解説していただきたいです。

5.0X10 ■山が入だけ移 ーる時間は 波の基本式 「v=fa」より f=4.0 = 5.0Hz (2)定在波の節と節の間隔は入射波の半波長となるので 0.80 …… ⑤ 入を求める。 -=0.80 X- -=0.40m =0.8 (3) 固定端は定在波の節となるので、図の ように固定端 (x=1.80m) から0.40m ごとに節ができる。 よって x=0.20, 0.60, 1.00, 1.40, 1.80mの5個 (4) 腹での振幅は入射波の振幅の2倍となるので 0.30×2=0.60m 4y [m] 固定端 * [m] 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 -= 0.20s また求める周期を T [s] とすると, 入射波の周期と同じなので T=1=1 5.0 160 することで求められる。 160 (3) L.80m の位置は固定端なので節となる。 解説 移動距離 経過時間