この問題の(2)、(3)の考え方が分かりません。 (2)に関してはC'の値までは分かりました。

の誘電 5) の答 竜圧を求めよ。 312 導体板にはたらく力 誘電率∈〔F/m〕の 空中で、右図のようなコンデンサーに電圧 Vo- S -2L d] 3C. M d 2 V[V] の電池を接続した。 コンデンサーの極板は 短辺がL 〔m〕 長辺が2L [m] の長方形, 極板の間隔 はd[m] である。 極板間に何も挿入しない状態でスイッチSを閉じて充電した。その後, Sを閉じたまま、上図のようにコンデンサーと同形で厚さ 4 [m]の導体板Mを極板 間の中央に極板と平行を保ちながらゆっくりと挿入した。 なお,電流が流れることによ る回路での発熱は無視する。 (1) 導体板を x [m] まで挿入したときのコンデンサーの電気容量 C〔F〕を求めよ。 (2) 導体板をx=L〔m〕まで挿入するのに外力がした仕事 W 〔J〕 を求めよ。 (3)導体板を(2) よりさらに微小距離 4.x 〔m〕 だけ押し込むのに必要な外力のする仕事 4W〔J〕 を求めよ。 さらに, x=L〔m] のときの外力の大きさF[N] を答えよ。 (1) (2) コンデンサーの接 +||- サヒ # 北

(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？

142 熱 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 TOK] は大気のそれと等しい。 ピストンMの 質量は 〔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LQm] である。 気体定数をR [J/mol・K], 重力加速度(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 T 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2.2L[m]となった。このとき の温度 T [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 W 〔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 T3 〔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と体積Vの間に (京都工繊大) はPV =一定の関係がある。 Base M ヒーター 10000 Cv= Level (1), (2)★ (3)★ Point & Hint (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 = PAVとなる。 (3) 断 熱変化では,PV=一定が成り立つ。 γは比熱比とよばれ, y=Cp/Cv ここで は単原子なので,y= =1/12/2/12/2R=7/3/3 となっている。あとは第1法則の問題。 5 h= 単原子分子気体 nRT U= 3 5 = 2R CP=R 2 ※ この3式は「単原子｣のとき LECTURE 初めの気体の状態方程式は ピストンが動き始めるときの圧力をPとすると PSL = nRT …..……② (1) そして,このときのピストンのつり合いより PS = Pos+Mg...... ③ T₁=To+ _MgL nR4 ①〜③ より 定積変化だから より (2 そして (2) Pi での定圧変化が起こる。 状態方程式より P₁S³/L=nRT₂ また, Q=nCvAT= PSL = nRTo ...... ① T₂ = ³2 T₁ = 3 (To+ MgL nR W2 = Pi4V = Pi P.(S. 3/L-SL) Q2=nCpAT = n 状態方程式より 5 2 第1法則より より 49 熱力学 nR(T₁-To) = MgL 2 2 T3= ③ -T₁ (3) 高さまで押し込んだときの圧力をP3とすると P.(S-L)* = P.(SL) P3= 3 PS を用いて. Ws = Mg AU』を調べ ( 4U2=2R(T-T)) 第1法則 4U2 = Q2+(-Wa) を用いて Qを求めることもできるが、まわりくどい｡ =1/12P.SL=1/12nRT=1/12(nRT,+MgL) ②を用いた .. T = n. 52 R (T₂ - T₁) = (nRT. + MgL) 143 ピストンが動いて も上図の状況は変 P.S わらない。 つまり, 圧力 P1 は一定 'P・SL = nRT3 ...... ⑤ - (3) ³T = (3) (T. + MgL) 'T nR 2nR (T₁-T₂) = 0 + W₁ P1 = (2)(2)-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

　金は昔から貴金属として高価なものとして扱われてきた理由を次の式を用いて説明しろという課題があるのでが、どのように説明すればいいですか？ 2Ａu＋（3/2)Ｏ2　→　Ａｕ2Ｏ3－163kJ/mol　

こちらの問題についてです。答えは以下の通りなのですが、なぜfが√3Nになるのか分かりません！！教えていただきたいです！！

3 軽くて伸びない糸の一端に重 La 2 D さ 3.0 N のおもりをつけ, 糸の他端 を天井に固定する。おもりに質量の 無視できるつるまきばねの一端を つけて,他端を水平に静かに引い BON た。 ばねが自然の長さから 0.10m 伸び, 糸が鉛直線と30°の角をな して静止した。 201 1 √√3 ①F--T=0 ②F- - T = 0 2 2 JSMT $$$* #SOARA (S) (1)糸がおもりを引く力の大きさを T [N], ばねがおもりを引く力の 201 LAURIA 大きさを F [N] とする。 水平方向と鉛直方向についておもりにはた 鉛直方向の力のつり合いの式の選択肢 ad 2 VS ZONNE √3 の選択 らく力のつりあいの式として正しいものをそれぞれ次の選択肢か cent d ら選び, 数字で答えなさい。 水平方向の力のつり合いの式の選択肢 2 (2) T, F はそれぞれいくらか。 (3) ばね定数はいくらか。 S 30° 1 1 ③F-T=0 V2 2 mam) @ $5 10 1 SUR*** (S) 1 - ①T-3.0 = 0 ②1T-3.0=0③-T - 3.0 = 0 ④-T-3.0=0) V3 AJHOT$1m*** _T=0④F-T=0 V3

物理の熱力学が全く理解出来ません 誰か解説お願いします...

講義問題 3 気体の状態変化 図1のように、水平な姿勢を保ったまま鉛直方向になめらかに動くピストンを備えたシリン ダーがあり,内部に単原子分子の理想気体がn〔mol]封入されている。ピストンの質量は M〔kg〕, ピストンの底面積はS[m²] で, シリンダーとピストンはいずれも断熱材でできていて,気体に出 入りする熱は完全に遮断されているものとする。 また,シリンダー内部には体積が無視できるほ ど小さい加熱用のヒーターが設置されている。外気の圧力をp 〔Pa〕, 気体定数を R〔J/mol・K〕, 重力加速度の大きさをg〔m/s2] として,以下の各問いに答えよ。 問1 最初,ピストンの底面がシリンダー内底面より高さ] [m] の位置で静止してつりあってい る。このときの状態を状態1とする。状態1におけるシリンダー内の気体の圧力p 〔Pa]を po, S, g, M を用いて表せ。 問2 状態1におけるシリンダー内の気体の温度T〔K〕をn, R, po, S, g, M, æ」を用い て表せ。 問3 状態1より, ヒーターを用いてシリンダー内の気体に対して Q [J] の熱量をゆっくりと与 えたところ, ピストンは徐々に上昇して, 図2に示すように高さ2 〔m〕 の位置で静止した。 このときの状態を状態2とする。 状態1から状態2へ変化する過程で, シリンダー内の気体 がピストンに対してした仕事W [J] を pi, S, m1, T2 を用いて表せ。 問5 問4 状態1から状態2へ変化する過程におけるシリンダー内の気体の内部エネルギーの変化量 AU [J] と,ヒーターによって与えられた熱量QをP, S, π1, 2 を用いてそれぞれ表せ。 その後,ピストンを動かないように固定した状態でシリンダー内の気体をゆっくりと加熱 したところ,十分時間が経過した後に, 気体の温度は状態2より AT [K] [上昇して一定温度 となった。このときの状態を状態3とする。 状態2から状態3へ変化した過程で加えた熱量 が,状態1から状態2へ変化した過程で加えた熱量と等しいとき, ATをn, R, pi, S, 1, 2 を用いて表せ。

なぜこの問題はV^2-Vo^2=2axから求めてはいけないのですか？

3 初速度20m/s, 加速度-4m/s2 で動く物体の速度が12m/sとなるまで に何秒かかるか。 また, それまでの走行距離1はいくらか。

下線部の計算が答えではlλ／2hになるはずなのですが、どうしても+1が出てきてしまいます。 どこが間違っているか見つけられません。 教えて欲しいです！！🙇‍♂️

365 くさび形空気層図のように, ガラス 板 A,Bの一端を点0で接触させ, 点Oから 距離lの位置に厚さんの薄い物体をはさむ。 真上から波長入の単色光を入射させ,これを上 方から観察したところ, A の下面で反射した光 とBの上面で反射した光が干渉し, 明暗の等 間隔の縞模様が見られた。 点0 から距離 xだけ離れた点 Pでの空気層の厚さをdと する。また, ガラスの屈折率は空気の屈折率より大きいとする。 (1) dをl, h, x を用いて表せ。 Om DIXO.AS 間の ENAUSL ➡4 -X- JP A dh B FONDO SO (2) 点Pで明線が現れる条件式を, lh, x,入,mm=0,1,2, ･･･) を用いて表せ。 (3) 明線の間隔 4x を, l, h, 入を用いて表せ。 (4) 定性 次の各場合に, 明線の間隔はどうなるか。 ① 単色光の波長を短くする。 (5) 20cm,i=6.0×10mのとき, 4x = 0.50mm であった。 んは何mか。ia ヒント (1) 三角形の相似を利用する。 (4) (3)の結果をもとに判断する。 ②物体をより薄いものに取り換える。

６番の答えはこれでもいいですか？（3/2 nRΔT） またnCvΔTでなければならない場合、それはなぜですか？

& C. 192 マイヤーの関係式 気体の物質量をn, 定圧モル比熱をCp, 定積モル比熱を 気体定数を R とする。 定積変化において温度変化が AT であるとき,吸収した熱量は n, Cv, 4T を用いて. ① となる。 熱力学第1法則より,このときの内部エネルギー の変化は,n, Cv, 4T を用いて, ②となる。 圧力 右図のような A→Bの変化 (定圧変化) を考える。 A→B において圧力がp, 体積変化がAV とすると、気体が外部に B した仕事 W は, p, AV を用いて, w=③ となり,さら ⊿V に理想気体の状態方程式を用いて変形すると, n, R, ⊿T を用いて, W=④ となる。 また, A→Bにおいて温度 16-17 PANE MOTHE OV V+AV 体積 変化が ⊿T であるとき, 吸収した熱量Qは, n, C, AT を 用いて Q = (5) となる。 A→Bでの内部エネルギーの変 化 4U は, AC (等温変化) とC→B(定積変化)とでの内部エネルギーの変化の和に等 ② を用いて, 4U ⑥ となる。 熱力学第1法則より QW.U TASAVE = しいので, Q, W, AU の関係が導かれる。これをマイヤーの関 の間には ⑦の関係があるので,C,=⑧ 係式という。 単原子分子の場合, Cp= 9 二原子分子の場合,C,=⑩0 となる。 ヒント PA .T+4T WCT

物体を自由落下させるとき、地面からの高さを初めのの2倍とすると着地する直前の速さは4倍になる ただし空気抵抗に今日は無視できるものとするという問題のなぜルート2倍になるのかわかりません

の物体を自由落下させる場合,等加速度直線運動の公式より, 距離x落下したときの物体の速さvは, 重力加速度の大きさをg AU Q W として, びーA (ひ-289 v?-0°=2gx :. このため,はじめの高さを2倍にすると,着地する直前の速さ ひ=V2gx 等加 V= は(2 倍になる。したがって, ③は誤り。