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-

写真の問題についてですが、なぜ、pointに書いてあることが成り立つのかがわかりません。解説おねがいします。

42 ボイル・シャルルの法則 ② J字形をした断面積一定の管があり、管の壁は熱をよく通す。 大気圧 の下で, その 管に液体を注入し,図(a)に示すように,管の上端の一方をふたでふさいだ。 このとき, ふたにより閉じ込められた気体の圧力はか, 温度は To, 鉛直方向の長さはんであった。 この状態を状態Aとする。 ただし、液体の密度を ρ, 重力加速度の大きさをgとする。 また,液体の蒸発は無視できるとし, 大気圧 po, 液体の密度は常に一定である。 < 2014年 本試〉 状態 B Po JUU Toth (b) QUER FRIOOS) lo Po To 状態 A (a) 42 問1 4 問2 ② 問3② 解説 問1 J字管で,左の液面Mと等しい高さの右の液面 をNとする(右図)。 面Mと面Nが受ける圧力は等しくなる から, DIRKAN 2p(lo-h)gA 6 po+p(li-h)g pi=po+phg 問1 さらに液体を注いだところ, 液面が上昇し, 図 (b)のように, 気体部分の長さがい 液面の高さの差がんになった。 温度は To のまま変わらなかった。 この状態を状態B とする。 状態Bの気体の圧力か 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。 かすに S ① phg 3 p(l-h)g ⑤ potp (Lo-Z)g Point 1つながりの管では、同じ高さの液面どうしの 圧力が等しくなる。 Takrift. 447 ふる 状態 C T1 Eto that th (c) 2 po+phg att HOR 状態 B P₁ To th M Po -Z N

⑴の解説のtの時鉛直方向の速さ0はなぜですか?Aの地点では速さがある気がするんですが、、、

③ サッカーのシュートについて, 単純化した状況で考・ えてみよう。 図のように, 点Pから初速度ひでけり出されたボ ールは, 実線で表した軌道を描いて点Aに到達する。 点 A の真下の地点Bにいるゴールキーパーは、腕をのばしたま ま真上にジャンプし,点Aでこのボールを手でとめる。 PB Vz の距離は1, ABの高さは ho, ゴールキーパーの足が地面を離れた瞬間の手の高さはh (h<ho)である とする。重力加速度の大きさをgとし、空気の抵抗はないものとする。 [A]ボールはゴールの上端A に水平に入るようにけられる｡ 小球 (1) ボールが点P でけられる時刻を 0, 点Aに到達する時刻を to とする｡ ボールの初速度での鉛直成 分はいくらか。 正しいものを次のア~オから1つ選び符号で答えよ。 toの時、鉛直方向の速さ。 1 アgto2 21 1 オ2gto ウgto I √2gto O=Ui-gto gto 水平方向の初速度をひっとすると (2) けり上げる角度を0としたとき tand はいくらか。 正しいものを次のア~オから1つ選び符号で答え vato=lv= よ｡ 1 ho アー - 2√g ho 1 √2⁹ 1. √2190² @ 7910² 0 イ イ (3) 時刻t を点Aの高さho を用いて表す式はどれか。 正しいものを次のア~オから1つ選び符号で答 えよ。 上向き正 - ho=vito/2gt=² ho 2g Sho + 12h0 g to = g [B] ゴールキーパーは、 のばしている手がちょうど点 A までとどくようにジャンプして,点Aでボールをと める。 ただし、ジャンプしてからボールをとめるまで姿勢は変えないものとする。 ho g. ウ ho hi (1) ウ (2) ウ エ Cho 12g √2 7900² エ エ (3) (4) ゴールキーパーの足が地面をはなれる時刻を とする。 ボールの高さと時間の関係を実線一 で 正しいグ から後のゴールキーパーの手の高さと時間の関係を点線･･・・・でかくとどうなるか。 ラフを次のア~エから1つ選び符号で答えよ。キーパーの手は鉛直投げ上げ 高さ ア 高さ ① 高さ ウ 高さ↑ ho zzzz 0 t₁ to O t₁ to 0₁ カ 2ho オ ho (1) より 796² tane = 1/2 = 9 tox to H B 0 t₁ to 時間 (5) hiho の場合に時刻を表す式はどれか。正しいものを次のア~エから1つ選び符号で答えよ。 (4) より ボールの高さが柔hoになる時刻が七、 no=uti-iotigat (1)(3) ho (1) ho = 1/1/8t² ぴはん ato²-1/2gto=1/2gt² g ho (4) イ エ (5) ウ Eve ral no 1 ob 2411

学校で配布された物理のプリントです。 波の範囲です。 どこがあっているのかわからないので、あっている問題と間違っている問題を教えてください。 また、どこで間違っているのか教えていただけると有り難いです。

AÃ fax fo LALA Laa

この問題で力学的エネルギー保存の法則の式を立てているんですけど、一番と2番で式がちょっと違う気がするんですけどなんでですか？　

142. 振り子のエネルギー 長さ 0.40m の糸の先におもりを つけ, 点0 からつるして振り子をつくった。糸がたるまない ように,鉛直方向とのなす角が60° となる位置まで引き上げ、 おもりを静かにはなす。 点0の真下で0から0.20mの位置 に釘がある。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 0.40 m (S) 60° 0.20 m SOTONT 釘 60° (1) おもりが最下点に達したときの速さはいくらか。 (2) 最下点を過ぎると糸が釘に引っかかり, 釘を支点として振り子が振れる。鉛直方 向と糸とのなす角が60° となるとき, おもりの速さはいくらか。 (3) おもりが最高点に達したとき, 糸と鉛直方向とのなす角はいくらか。 例題18 (S) エネルギー

物理の問題です。写真の(エ)の問題で私はmgx_2=1k(x_2-L)^2/2と考えましたが、解答は写真の通りでした。私の方法では答えを出すのが困難なため3枚目の写真の通りにやるべきなのでしょうか？

183. ゴムひもによる小球の運動 次の文中の□を埋めよ。 図のように,屋根の端に質量の無視できるゴムひもで小球をつな いだ。小球を屋根の位置まで持ち上げてから,落下させたときの運 動を考える。 ゴムひもの自然の長さはL, 小球の質量はmである。 図のように鉛直方向下向きにx軸をとり, 屋根の位置を原点とする。 使用するゴムひもは, 小球の位置xが x≦L のとき, ゆるんだ状態 となり小球に力を及ぼさない。 一方,x>Lのとき, ゴムひもは伸 びて張力がはたらき, ばね定数kのばねとみなせる。小球は鉛直方向にのみ運動し,地 面への衝突はないものとする。 重力加速度の大きさをgとする。 小球を屋根の位置(x=0) から静かにはなして落下させた。x=L の位置での小球の 速さはアである。 小球にはたらく張力の大きさが重力の大きさと等しい瞬間の位 置を x1 とすると, x=イである。 x = x1 での小球の速さは,v=ウであ る。さらに小球は下降し,最下点に到達した後, 上昇した。 最下点の位置を x2 とすると, X2=エである。 また, 最初に x1 を小球が通過してから最下点を経て、再び xx にも どってくるまでに要した時間はオである。 [18 明治大] 175,176 JostiotutEn II Ahi/ t エ 1-412. I/1. 屋根 -0 x

この問題の(4)が分かりません。 (3)との違いも教えてくれるとありがたいです、！ おねがいします

(例1) ある媒質中を音波 ( 縦波) が発生している。 その進行 方向をx軸の正方向とす る。図1は、ある瞬間の媒 質の変位を座標x に対して 図示したものである。 図2 はある位置での媒質の変位 時刻t に対して図示した ものである。 以下の問いに 答えよ。 (1) この波の振動数はいくらか。 (2) この波の進む速さはいくらか。 (3) 図1で媒質の密度最大になっているところは x,~X16 の中でどこか。 (2) (3) f= T 0.35 [m] ¥1000 x6x14 (4) totio 図1 xx16 図2 1 4×10 (4) 図2で媒質の密度最大になっている時刻は4~6の中でどこか。 図1の状態から各点の媒質の動きを観測した。 その点の媒質の時間変化は図2となった。t=0のときの 様子が図1に示されているとすると、図2のような時間変化を表す点はx1~X16 のどこにあたるか。 (1) T=4×1035 0 0.25×103 x/x₂ x₂ x₁ x ₂ xx xx xx xx x₁1 X 12 X ₁0 X X 1 X ₁0 0.35 0.70 1.05 1.75 2.10 2.45 2.80m =2.5×1 ×10[Hz] 1.0 0.35×10=350m/s 1.40 Tu t. 2.0 3.0 4.0 7 to tu tu tu t t₁₁ 5.0 6.0 7.0 8.0 (1000s)

物理 力学的エネルギーのところなのですが、静電気力は保存力なので、エネルギー保存が成り立つのでは無いのですか？ それとも一様電場による仕事は非保存力なのですか？

Q(E₁ + D) = R22 問1点Aで働く力は, 2, 3 JJS A SERION 点電荷が点Aから点Bに移動する間の一様電場による仕事 Wは W=QEX(+α)=QEa 180k よって、力学的エネルギーの原理より, 点Bを通過するときの速さ B は、 CULM 20 1 m SOU Fa² g***** Q2 (1 (2 m² ² + + 2 ) - ( 12 ²0 + 4 2 ² ) = k- 2a a JE ALIYO +QE =W= B = Ea+k Q 2a 8

2番のイについて。 なんではじめ時計回りとわかるのですか？

□倍にす 電力を 送電線 って熱 変化 験) よ い S1 131 電池(起電力V), 抵抗 (抵抗値R),コ ンデンサー (容量C), コイル (自己インダ クタンスL), スイッチ S1, S2 からなる回 路があり, 最初 St, S2 は開いている。 電 池やコイルなどの内部抵抗は無視する。 (1) S, を閉じる。 (ア) 閉じた直後に抵抗に流れる電流 I を求めよ。 (ィ) 電流がI(0≤I≦I)になったとき, コンデンサーに蓄えられた 電気量 g を求めよ。 (ウ) 十分時間が経過した後, コンデンサーに蓄えられる電気量Qを 求めよ。 (2) S1 を閉じて十分時間が経過した後, S, を開き、 次にS2 を閉じる。 (ア) 回路を流れる振動電流の最大値 im を求めよ。 C S2 R A B L (1) S2 を閉じた直後からのiの時間変化を図示せよ。 ただし, iは時 Z 計回りの向きを正とする。 (ウ) S2 を閉じてから, コンデンサーの下側極板B の電荷が正で最大 となるまでにかかる時間を求めよ。 (横浜市大 + 奈良女子大)

コンデンサーの問題で1番最後の問7が分かりません。 電位差の関係で、V+v1-Ri-v2=0としていますが+v1というのはコンデンサーC1が最初にS1を閉じて充電が完了し、電位があげられていたからでしょうか？ また電気量保存の法則で、CE=-q'＋qにしてはダメなのでしょう... 続きを読む

3 (配点 34点) 図1のように, 起電力E の電池 E1, 起電力を変えられる可変電源 E2, 抵抗値がと もにRの抵抗 R1, R2, 電気容量がそれぞれ C, 2C のコンデンサー C1, C2, およびス イッチ S1 S2 を用いた回路がある。 はじめ, スイッチ S1 S2 は開いていて, コンデ ンサー C1 C2 に電荷は蓄えられていない。 電池 E1 と可変電源 E2 の内部抵抗は無視で きるものとして, 以下の問に答えよ。 S₁ 問1 次の文章の空欄 = CEE - CE (ア) 2 R₁(R) E₁(E) C₁(C) 図1 S2 -39- R2(R) スイッチ S1 を閉じる。 その直後, コンデンサー C の両端の電位差 (電圧) は 0 であるので, 抵抗 R に流れる電流の大きさは である。 十分に時間が経 過したときは、抵抗 R に流れる電流が0になるので, コンデンサー C に蓄えら れている電気量の大きさは (イ) であり、静電エネルギーは QCK である。 スイッチ S を閉じてから十分に時間が経過するまでの間に、電池É, がした仕事 であり、抵抗 R で発生したジュール熱は は (オ)イ である。 W-DAV IVE E2 C2 (2C) に入る適切な式を答えよ。 V=BI V IV. V B 2