解き方が分かりません。教えて下さい。お願いします。 答えはvA=2.8m/s, vB=0.70m/sです。

3 運動量と力学的エネルギー 図のように,曲面と水平面からなる質量4.0kg の台Bが,なめらかな床の上に置かれている。 ここで,台Bの水平面から高さ 0.50mの曲面 上から,質量 1.0kg の小球Aを静かにすべら せた。この後,小球Aが台Bの水平面上を動 いているときの,床に対する小球Aと台Bの速さ DA,UB[m/s]をそれぞれ求めよ。 小球Aと台Bの間に摩擦はなく,運動の前後で力学的エネルギーが保存されてい るとしてよい。また,重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。 25 0.50m B 30

コンデンサーの問題です。 分かりません助けてください。

大+静岡大 102 図はコンデンサー C,, C:, C.(電気 容量はそれぞれC, 2C, 3C), 電池(起 電力V)およびスイッチ S,, S. 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。 I.まず,スイッチ S, を閉じ, C, と C。 Ca C」 S2 C。 S」 V とを充電した。 (1) C, に蓄えられる電気量はいくらか。 (2) Cにかかる電圧はいくらか。 II.次に, S, を開いてから, S. を閉じ,十分に時間がたった。 ○--0

この問題を3枚目の写真の(b)の方法は使わずに三平方の定理で解くのはなぜですか？ 1枚目が問題で2枚目が解答です。

2\m OS 物理 13.平面運動の相対速度 Bさんは,線路に対して斜めに交差する道路を走る自動車に乗っている。 A君から見る と,Bさんは,東向きに速さ 15m/s で遠ざかっていくように見えた。地面に対するBさ んの速さを求めよ。 ● A君は,南向きに速さ 20m/sで進む電車の中に座っており, 0.3 発展間

右図で、上の図はP1P2をQ0にしているけど、下の図はQ1Q2にしているのは、Pmとの間隔が左右で違うからですか？

電磁気 71 106* 図1のように, 面積の等しい3枚の導 体板 P, PM, P。を平行に置き,間隔が共 にaとなるようにして固定する。 P, と P。 は接地し,スイッチSを閉じて Pxの電位 をV。とする。このとき, P. の電荷は-Q。 であった。 (1) P全体の電荷を求めよ。 P」 PM P2 P PM P2 FQo a>{ a+x sP S。 Vo 次に,スイッチを切り,PMをP. の方へ 平行にx(x<a)だけ移動した(図2)。 (2) PMの電位を求めよ。 (3) P, の電荷を求めよ。 図1 図2 (防衛大+センター試験) AlニT士 三丁三

この問題の解き方を教えてくださると幸いです🥺

っ大きさ |10. ボールを鉛直上力に投げ上げたところ(10mの高さまで到達した。ただし, 重力加 速度の大きさ49.8m/s°とする。ノ-9 (1) このボールが手元を離れるときの速はいくらか。 (2) このボールが最高点に到達するまでにかかる時間は 13. ル 副者に m/s) m/s) 係 m/s) VV20 1.9 18 いくらか。 S) 14. 山がむ納後に最高点H [m] に到達した。そ そ E2

(2)の問題の解説を読んで、ちょっとはわかったんですけど、まだ腑に落ちないので、教えていただきたいです。

Kさんは,バスに乗って運転席の速度 [m/s) b メーターに注目していた。バスが地点A (15) elamop 0 を出発して地点Bに到着するまでの間, ケをい C 速さ [m/s] は時間 t [s] とともに図のよ うに変化した。この間の道路は直線で, 水 t [s] (地点B) 20 60 68 Q (地点A) 平であった。 (1) 図中の aにおける加速度の大きさは, 重力加速度の大きさ9.8m/s° のおよそ何倍か。 (2) 図中のbにおいて, バスは道路と平行な路線上を前方から走ってくる列車とすれ違った。 Kさん が窓から見ていたら, 長さ 120m の列車の車体がKさんの目の前を通り過ぎるのに 3.0秒かかった。 この列車の速さはいくらか。 (センター本試/改)

問3です ΔU=Wになる理由がよくわかりません 解説お願いします

AU=W となる。また,気体は圧縮されるので,外 ある。熱力学の第1法則「4U=Q+W」から 部から正の仕事をされ、内部エネルギーは増加し、 問3 断熱変化のため,加えられた熱量QはQ=0で 関連問題→ 79 断面積Sのシリンダーにヒーターがとりつけられている。図のように, シ リンダーの内部に気体を入れ, なめらかに動くピストンでふたをし, 質量 Mのおもりをのせた。このとき, 気体の圧力, 体積, 温度はそれぞれ P,, s V, T; であった。 ピストンの質量は無視でき, シリンダーとピストンは熱」 を通さないものとする。また, 大気圧を P。 とし, 重力加速度の大きさをg シリンダー 例題 17)気体の体積変化 M P。 の」 ピストン P, Vi. T」 問1 シリンダー内の気体の圧力 P, を表す式として正しいものを, 次の 0~Oのうちから一つ選べ。 ヒーター とする。 Mg Mg S 6 Po+ S の P。 Mg S 0 P。 2 Mg Po+Mg ④ Po-Mg ⑤ 問2 ヒーターのスイッチを入れ, シリンダー内の気体に熱を加えた後,スイッチを切った。気は の体積は Vs。温度は T; になった。V½を表す式として正しいものを, 次の①~⑥のうちから一つ 選べ。 T。 -Vi ® T. T。 T」 Ti+ T。 LV, 回 0 @ 0 デェ @ 0 , エ+五 -V. @ T+T。 -V, T T。 T。 問3 次に,図のように, 手でピストンをゆっくり動かして気体の体積を V; に戻すと,温度はT, になった。この過程で, 気体に加えられた仕事 をW, 内部エネルギーの変化量を 4Uとすると, T,と Ts, W と 4U の 関係を表す式の組み合わせとして正しいものを, 次の①~9のうちから 一つ選べ。ただし, ヒーターの熱容量は無視できるものとする。 Vi, T。 0 T< T。 AU<W T= Ts AU> W Ta< T。 AU=W O Tz> T。 AU<W T2< Ts AU>W Ta> Ts AU= W T2= Ts AU<W 9 Tz> Ts AU> W T2= T3 AU= W (12. センター追試 [物理I]) 指針 はじめビピストンが静止しているとき, ピスト ンにはたらく力はつりあっている。ヒーターで気体を 加熱し,状態が変化した後の気体の圧力は, 状態が変 化する前の P. と等しい。 また, 手でピストンを押す ときの変化は, 外部と熱のやりとりをしないので, 断 熱変化である。 「解説 問1 気体がピストンを押す 力は鉛直上向きに P,S, 大気が押す 力は鉛直下向きに P.S, おもりが押 す力は鉛直下向きに Mgである。カ のつりあいから, 鉛直上向きを正と したがって,解答は6となる。 問2 加熱の前後で気体の圧力は等しく, シャルル0 lom01X0.0 V 法則「テ=一定」を用いると, V」 V2 T2 V2= T」 Ti P,SA したがって,解答は@である。 Mg PoS し、 温度は高くなる。 Ta< Ts したがって、解答は②である。 P,S-PoS-Mg=0 P= Po+ Mg S (000)

（2）波線をつけた箇所 なぜこのような式になるんですか？

127考(1) 衝突前後で物体が同一直線上を運動する場合は, どちらか 状 の向きを正に定め, FAt=mu'-muを用いる。 (2), (3) FAt=mv-mu をもとにベクトルの作図をする。 量 +(S.1-)×00-0 (a\m) 8.1- (1) FAt=mu'ーmuより, 打ち返した後のボールの速度の向 きを正として FAt=0.15 kg×50m/s-0.15kg×(-40 m/s) =7.5 kg·m/s+6.01kg·m/s=13.5 N·s 向はケma.1目 0日 0a.0-m 圏 14 N·s, ボールが飛んできた向きと逆向き /FAt mv'- (2) FAt=mv'ーmū のベクトルの関係を作図すると, 右の通 りであり,FAtの向きは水平から 30° 上向きである。F4t の大きさFAt|は, 右図より 1F4|=|milcos 30°×2、3.0 ■ 30° ーm 向はケam08.0 Vm) mo' a\m 03.0-2\m 09. em0-a\m 8.0 08.0- mv'-mu 量 ケ1 =0.15 kg×40 m/s×V3 =mu'+(-mu) 10.3 N.s 答水平から30°上向きに10N.s 0.8-2\m 0.5×g0.8 ① 考え方 肝答

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

(2)のひもで吊り下げるとき、図に張力はかかなくていいのですか。 それと(1)ではmg=浮力なのに、(2)で=にならないのは何故ですか。 また、なぜ、重りの重力の大きさはmgでなくMgなのですか。いくつもすみません、教えて頂きたいです

標準6分 右図のように,底面積Sで高さhの箱 が、密度Pgの水中にその下側号 け水に入った状態で浮かんでいる。 (1) この箱の質量mをPg, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量M, 体積1/ のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離ををM, V, Pホ S で表せ。ただし,箱はすべて沈んでしまわないものとする。 チェック問題(3 水圧と浮力 S の高さだ h 箱 P水 浮力 P Sg 解説(1) 箱に着目して力を書き込む。図 aでアルキメデスの原理より, 箱は水を体 h 積Sだけ押しのけているので, 浮力の大 h h きさは、PS×gとなる。重力と浮力の 力のつり合いの式より, 3 mg h a mg=Pxg Sg…0 .". m=;PghS- (2) 箱とおもり全体に着目して力を書き込む。 図bでアルキメデスの原理より, 箱とおも h 3 浮力 p +) Sg りを合わせて体積+x S+Vだけ水を 押しのけているので, 浮力の合計は, h 3 mg D+S+Vgとなる。 浮力 P Vg 箱とおもり全体に着目した力のつり合いの 式より、 Mg 図b mg+Mg=P%\ h + S+V 全体に着目しているので, 糸の張力は考えなくてよい よって, c= M V PS S (0式を代入した)