水圧と力のつり合い 黄色のマーカーを引いた部分の式変形が分からないです。教えてください🙇

61 水圧と力のつりあい ● 考え方 板は水から鉛直上向きの力を受け、円筒に押しつけられている。板には、重力・水から受ける 力・大気から受ける力円筒から受ける力の4力がはたらくが、円筒から外れるとき、円筒から受ける力 はONになる。 次のように各量を文字で表す。 ・板の質量: m(=0.60kg) ・大気圧: po〔Pa] 重力加速度の大きさ : g[m/s²] ・板の面積: S(=4.0×10m²) ・水の密度: p(=1.0×10²kg/m²) 円筒から板が外れたときの板の深さをん [m]とする と,この位置で板が水から受ける圧力が [Pa〕は, p=Do+phg ・・・① 深さん [m] で板にはたらく力は,重力 mg 〔N〕, 水か ら受ける力S〔N〕, 大気から受ける力 poS [N] の3 力であり,これらはつりあうから, ps-mg-pos=0 ② ① を代入して, poS+pShg-mg-poS=0 よって, h=m 0.60 pS (1.0×10) x (4.0×10-3) = ...2 板 = 0.15m PS mg pShg=mg h pos 答 0.15m [補足 力のつりあいの式か らわかるように､大気に よる力 (poS) と 水から 受ける力への大気圧の影 響 (DSの項) は相殺され る。そのため、この問題 では結果的に大気圧を 視しても差し支えない とになる。

なぜ物体の下面から下方向にp0sの力が加わるのかが分かりません！解説おねがいします🙇🏻‍♀️

●水圧と力のつりあい 考え方 板は水から鉛直上向きの力を受け, 円筒に押しつけられている。板には、重力・水から受ける 力大気から受ける力・円筒から受ける力の4力がはたらくが,円筒から外れるとき、円筒から受ける力 はONになる。 この角 次のように各量を文字で表す。 板の質量: m(=0.60kg) ・大気圧: po 〔Pa] 重力加速度の大きさ: g[m/s²] 力とな 円筒から板が外れたときの板の深さを ん 〔m〕 とする 出すと、この位置で板が水から受ける圧力 p [Pa] は, p=po+phg ...1 深さん [m] で板にはたらく力は,重力 mg 〔N〕, 水か 板 ら受ける力pS〔N〕, 大気から受ける力 poS〔N〕の3 力であり,これらはつりあうから, . ps-mg-pos=0 ② に ① を代入して, poS+pShg-mg-pos=0 よって, h= ・板の面積: S(=4.0×10-3m²) 水の密度:(=1.0×10kg/m²) m 0.60 pS (1.0×10) x (4.0×10-3) == ps -=0.15m mg pShg=mg h I pos 答 0.15m [補足 力のつりあいの式か らわかるように, 大気に よる力 (poS) と, 水から 受ける力への大気圧の影 響 (poS の項) は相殺され る。そのため,この問題 では結果的に大気圧を無 視しても差し支えないこ とになる。

解き方わかる賢い方いませんか？ 今年の近畿大学の医学部公募制推薦の問題です

Mu R² I-CO AJURSADE I-B と同じイオンエンジンを搭載した全質 量 MR [kg] の探査機 Xが地球の重心を中 心とした半径L [m] の円軌道A 上を等速 で運動しており, A を一周する時間は地球 の自転周期T [s] に等しい。 イオンエンジ ンの噴射により, Xを地球の重心を中心と した半径10L [m]の円軌道B上に乗せる 過程を考える。 AとBは同一平面内にある。 簡単のため, Xの運動に対し, 月や太陽の 重力の影響は無視できるものとする。 地球 の半径をR [m], 地上における重力加速度 12 の大きさをg 〔m/s2] とする。 このとき, R, T, g を用いてLは [m]と表せる。無限遠における位置エネルギーをゼロとしたとき, 軌道A, 軌道B上を等速円運動する質量1kg の小物体の力学的エネルギーの大きさ は,それぞれg, R, L を用いて 13 (J), 14 る。図4のように, 軌道A上で等速円運動を行う X を, X の進む向きに [J] と表せ 対して逆向きにイオンを噴射し続けることにより、 徐々にその軌道半径を 増大させながら軌道Bに乗せる。 この間, Xのイオンエンジンの仕事率の 大きさP〔W〕は一定であり, Xに搭載されたイオンの質量の変化はXの 全質量MRに比べて十分小さい。 これらから イオンの噴射によりXが 軌道A を離れ軌道B に乗るまでに要する時間tAB [8] はL, P を用いて 15 xgR2MR と表せる。 R = 6.4 x 106m, g = L=4.2×107m, P=1.0×103W, M=7.0×102kgの時, 有効数字1 = 9.8m/s2, tAB = 桁でtAB= [8] と表せる。 図4 X の軌道の概略 JB

なぜ、答えがアになるんですか？

184 投射角と滞空時間 定性 図のように, 水平 面上の点 0 から,小球1と小球2を斜め上向きに同じ 速さで打ち上げた。 打ち上げる向きが水平面となす角 小球 1 小球 2 081 度は,小球1の方が大きかった。 小球1と小球2が打 O ち上げられてから着地するまでに要した時間をそれぞれ T, T2 とする。 Tv と T2 の 大小関係について最も適するものを、次のア~ウのうちから1つ選べ。 = P. T1>T2 イ. Ti<Tz T=T2 2 ヒント 鉛直方向の運動は鉛直投げ上げと同じ。太 NOGUE (16 センター試験改) 103*$||2G & SO(1) (S)

物理基礎の問題です。この問題の解き方と答えを教えて頂きたいです🙇‍♀️

㊙87. ジュール熱 8分 電熱線に電流を流し, 断熱容器に入れた水を 加熱する実験について考える。 電熱線の抵抗値の温度による変化は無視で き,電熱線で発生した熱はすべて水の温度上昇に使われるものとする。 問1 図1のように、 断熱容器に 27℃, 100g の水を入れ, 10V の直流 電源とスイッチに接続した抵抗値 20Ωの電熱線を浸し, 10分間電流を 流した。 水をかくはんした後の水温は何℃か。 最も適当な数値を,次断熱容器 の①~④のうちから1つ選べ。 ただし, 水の比熱を4.2J/(g・K) する。 ①28 ② 31 ③ 34 445 問2 電熱線と可変抵抗を使い, 図2のような回路と回路をつくった。 2つの回路において, 電熱 線の抵抗値は同じで,直流電源の電圧は同じ一定値である。 2つの回路に同じ時間だけ電流を流した 後,それぞれの水温を測定した。 さらにその後, 可変抵抗の抵抗値を変化させ, それ以外の条件は同 じにして測定をくり返した。 2つの回路において、電流を流す前後の水の温度差と可変抵抗の抵抗値 の関係を表すグラフとして最も適当なものを,それぞれ下の①~④のうちから1つ選べ。 ただし, 測定に用いた可変抵抗の最大値は電熱線の抵抗値に比べ十分大きいものとする。 回路 回路2 (1) 回路 1 の場合 (2) 回路2の場合 温度差 20 最大値 可変抵抗の抵抗値 温度差 0 可変抵抗 最大値 可変抵抗の抵抗値 図2 の交響ア 温度差 可変抵抗 ww 最大値 可変抵抗の抵抗値 温度差 0 直流電源 WW 水 電熱線 図 1 最大値 可変抵抗の抵抗値 [2015 追試] イに入れる式と単位の組合せとして正しいもの 第4編 電気

物理です。解答はあるのですが解説がないので困っています。よろしくお願いします。

63/76 次に,図2に示す上端が固定されたばね (ば ね定数k) につながれた回転しないおもり台と おもりの鉛直方向の直線運動を考える。 質量 のおもりは複数あり,重力加速度はg とす る。 摩擦や空気抵抗の影響はなく, おもりと おもり台以外の質量は無視できるものとして 以下の問いに答えよ。 ただし, 鉛直方向の座 標は下向きを正とし, ばねに質量mのおも り台を取り付けたときのつり合いの位置を 軸の原点とする。 問3 平衡点の位置z = 0 に静止している質量 のおもり台に,質量mの1つめのお もりを静かにのせると, おもり台は滑ら かに降下し, おもり台の速さは時刻 t1 で極大値 5 をとり,その後,単 調に減少して時刻 t2 でv=0になった。 t-1は6 である。 5 の解答群 11 g 772 2k 12k 09√/ ² / 029√ 1/12 m m 6 の解答群 m m OT√7 √ ITA 2 T 2k k k TV 2m (6) TT A ⒸTT1 k E k k 12m k m 691 09√7 09√/2HT 020 √ 7 √2/12 ©√ 1 09√/th 2m m m ③ T1 12m k 8 π 1 TV 12k m 21 ⑨21 O -2- 2 [m k kc m おもり台 (質量 m) √√2m ばね ばね定数k 5 21 12m k おもり (質量 m) 図2

物理です。答えはあるのですが解説がなく困っています。よろしくお願いします。

63/76 次に,図2に示す上端が固定されたばね (ば ね定数k) につながれた回転しないおもり台と おもりの鉛直方向の直線運動を考える。 質量 のおもりは複数あり,重力加速度はg とす る。 摩擦や空気抵抗の影響はなく, おもりと おもり台以外の質量は無視できるものとして 以下の問いに答えよ。 ただし, 鉛直方向の座 標は下向きを正とし, ばねに質量mのおも り台を取り付けたときのつり合いの位置を 軸の原点とする。 問3 平衡点の位置z = 0 に静止している質量 のおもり台に,質量mの1つめのお もりを静かにのせると, おもり台は滑ら かに降下し, おもり台の速さは時刻 t1 で極大値 5 をとり,その後,単 調に減少して時刻 t2 でv=0になった。 t-1は6 である。 5 の解答群 11 g 772 2k 12k 09√/ ² / 029√ 1/12 m m 6 の解答群 m m OT√7 √ ITA 2 T 2k k k TV 2m (6) TT A ⒸTT1 k E k k 12m k m 691 09√7 09√/2HT 020 √ 7 √2/12 ©√ 1 09√/th 2m m m ③ T1 12m k 8 π 1 TV 12k m 21 ⑨21 O -2- 2 [m k kc m おもり台 (質量 m) √√2m ばね ばね定数k 5 21 12m k おもり (質量 m) 図2

物理 電気です。 （2）の答えがR分のV²なのですが途中式のP'=VI₁に当てはめても出てこないのですがどうしたら出てきますか？ I₁=R+rv分の（R+rv）V₁ です。

図1に示すような、電池と抵抗によって組まれた回路において, 抵抗に流れる電流とその抵抗の両端に 加わる電圧を電流計と電圧計でそれぞれ測定することで, 抵抗値を知ることができる。 しかし,実際に電 流計や電圧計を用いて、電流値や電圧値を測定する場合、電流計や電圧計の内部抵抗が回路に影響をおよ ぼし、その結果、真の値とは異なった値となることに注意する必要がある。 電池, 真の抵抗値がR[] であ る抵抗内部抵抗 [2] の電流計、および内部抵抗 [Ω] の電圧計をつないだ、図2と図3のような回路を 組み,電流,電圧の測定を行った。導線の抵抗, 電池の内部抵抗は無視できるものとして以下の問いに答 えよ。 (1) 図2の回路で得られる電流、電圧の測定結果から求められる抵抗値' [Ω] を求めよ。 また、ここで求 めたRと真の抵抗値R との大小関係を示せ。 間(1) の場合、この抵抗で消費される電力 P'[W] を求めよ。ただし, このときの電圧計の示す値を, V [V]とする｡

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-