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物理 高校生

IIと|||なのですが、なぜ(n-1)の-1がつくのですか?

図のSは任意の波長入の単色平行光線をとり出せる光源, Hは光の半分を通し残り率。 を反射する厚さの無視できる半透明鏡,M, Maは光線に垂直に置かれた平面鏡である。。 から出た光はHで2つの光線に分かれる。ひとつはHを透過し M,で反射されたあと、H- 反射し光検出器Dに達する、他方はHで反射されたあと, M,で再び反射されてから, Hと 透過しDに達する。Dではこの2光線の干渉が観測される。装置は真空中に置かれている とする。 I M, M。が図の位置のとき,光源原からDに達する2光線の間には光路差(光学距離の差) はなく、2光線が強め合っている。この位置からM,を鉛直下方に距離しだけ平行移動す ると、やはり強め合うのが観測された。!を波長入および整数mで表せ。 I図の位置からM。を一定の重力の中で自由落下させ, Dで光の強め合いを検出した。 落下し始めの強め合いを1回目とし, 時間t後にN回目の強め合いが検出された。重力 加速度gを入,t, Nで表せ。 なお, 落下中M,の面は傾かない。 I M。が距離1だけ鉛直下方に平行移動した状態で, HとM,の間に屈折率n, 厚さdの薄 膜を光線に垂直に入れた。光源からDに達する2光線の光路差を1, , dで表せ。 V Iにおいて, n=1.5, d=2.5×10-* [m]の薄膜を入れて, M:を図の位置(1= 0) に戻 したとき,波長入」= 0.50×10-°[m]で強め合っていた。ここで, 光源sの波長をゆっく りと増やしてゆくとDの干渉光は一度弱くなるが, ある波長入。になると再び強め合う状 態になった。波長が変わっても屈折率は変化しないとして, 入々を求めよ。 実際には アの蒲職のの届折率け油昌が布。て」市値山

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1で電場の強さの単位は青線のようになっています。ですが2の問題でクーロンとかけるとニュートンになっています。なぜでしょうか?

基本例題57)電場がする仕事 基本問題 440, 441, 443, 4c 2.0×10-2m 図のように,間隔2.0×10-2m で平行に置かれた十分に広い 金属板A, Bに電圧 100Vを加加え、AB間に一様な電場をつく り,AからBへ1.6×10-19Cの正電荷をもつ粒子を動かす。 (1),金属板間の電場の強さと向きを求めよ。本 2 粒子が電場から受ける力の大きさと向きを求めよ。 (3) 粒子がAからBまで運ばれるときに,電場がした仕事は いくらか。 AO 日 大 100V F=qE=(1.6×10-19) × (5.0×10) 71なんで! 粒子は正電荷をもつので, 力の向きは電場 じであり,AからBの向きとなる。 (3) 電場(静電気力)がする仕事を Wとする W=qV=(1.6×10-19) ×100=D1.6×10- (2)の結果を利用すると, W=F_ W=(8.0×10-16) × (2.0×10-2) =1.6×10 指針 (1) 電場の強さは, E=V/dの関 係式から求められる。また,向きは,高電位側 から低電位側への向きとなる。 (2) 電荷が電場中で受ける力は, F=qE と表さ れ,q>0のとき, FとEは同じ向きである。 (3) 電荷が運ばれるときに,電場(静電気力) か らされる仕事は, W=qVと表される。このと き,仕事の正,負に注意する。 解説 =8.0×10-16 N 別解 (1) 求める電場の強さをEとする Point 電場がする仕事とは, 静電気力 る仕事を意味する。本問では, 静電気力の と粒子の移動する向きが同じなので, 電場 100 V E= d =5.0×10°V/m と, 2.0×10-2 電場はAからBの向きとなる。 (2) 粒子が電場から受ける力の大きさFは, Yme Nopi る仕事は正となる。 基本例題58 電場中での粒子の運動 基本問題 443, 電気量Q[C]の点電荷Aが固定されており, そこから Q 距離r[m]はなれた位置に,質量 m[kg), 電気量q[C)]の m, q 粒子Bが固定されている。Q>0, q>0とし, クーロン の法則の比例定数を k[N·m?/C°]として, 次の各問に答えよ。 (1) 粒子Bが, 点電荷Aから受ける静電気力の大きさを求めよ。 A B 無 2) 粒子Bの固定を外すと, BはAから初油曲 れたレと

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問6の問題で問4の答えよりθ=0のときは、f=f0になるので 図➅が答えだと思ったのですが違ったので解説お願いします

3 次の文を読み,以下の問いに答えよ。(配点比率 図1のように半径r(m)の半円上を,音源が振動数fo[Hz)の音を発しながら反時計回りに等油 で移動している。半円の中心0から右方向にd[m)(dEr)離れた点Pで音を観測したところ 時間とともに振動数が変化した。この現象はドップラー効果によるものだと考えられる。音酒の 位置を点Qで表し, ZQPO を φ rad), 空気中の音速をV[m/s),音源の速さをu[m/s) (uくV)とし、点Pで観測される振動数 (Hz)について考えてみよう。 ただし,風の影響は無 ささ 視できるものとする。 音源の速度は、点Pから遠ざかる方向を正とし,直線 PQ方向の成分をuQ[m/s] とする。政 動中の音源のある瞬間の位置の変化を考えると,音源は点Pから速さ «Qで遠ざかっていると考 えられる。 問1 音源が点Qで発した音を点Pで観測したときの振動数子をF0, 1V, uqを用いハて表せ。 問2 uQをr, d, u, φを用いて表せ。必要であれば、導出過程で解答用紙の図を使ってもよ (解答用紙の図:図1と同じ) い。 uaは音源の位置によって変化する。したがって, 観測されるfから音源が音を発した位置を 特定できる可能性がある。その確認のために図2のようにOP間の距離をd= 2rとし, 音源の 位置をZQOPの角0[rad] ( 0 < 0< π)で表し, fと0の関係を調べた。 問3 sin pを0を用いて表せ。 必要であれば, 導出過程で解答用紙の図を使ってもよい。 【解答用紙の図:図2と同じ) 問4 fを0の関数として表せ。 問5 観測された振動数の比一は0に対してどのように変化するか, 図3の①~⑥のグラフの 中で変化の様子を最もよく表しているものを一つ選び, 図中の番号で答えよ。 ×印は比子。 fo が最小となる点を示している。 次に観測点の位置を変えてみよう。 OP間の距離4が変わると観測されるfも変化する。 問6fから音源が音を発した位置を一点に特定できるのは, 図3の①~⑥のグラフの中でとい になるときであろうか。 図中の番号で答えよ。 またそのときの OP間の距離dを答えよ。

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どなたかお願いします。

9 nokia軸 2 | 図 1のような装置を用いてパネの伸びを調べる【実験 1]と, 【実験由】を行った。 決の各問に答えなさい。 【実験】 (験】パネの下英に拉宙るし, 衣正したときのパネの他びを油定した< 結果]おもりの個数パネを引く力, パネの仲びを表 1 にまとめた。 (考察]グラフから, パネの伸びはバネを引くカカの大きさに これを( ② )の法則という。 【実験中】 ⑰ 表 の結果を, 綻輌にパネの伸び, 横幅に力の大きさをとり, 測定結果をく解答杜) [実験水平に置いたときに針が 0 を示すように, バネ衝を調整しだ 図2 のような装置を用いてで旋の合成 ( ⑦ )することが分かった。 後, 金属の輪に ミ 3 未の未を取り付け, パネの瑞を固定する。 2 本のバネ称でカAとカB を加 ノ を属の輸の中選が点 O にくるようにバネを引き伸ばし静止させ(図 の, 2 カ A, カカ B の大きさを測定する。 のグラフにまとめなさい。 ⑫ 【実験 T 】の[考察]の①, ②に適当な語句を入れなさい。 3) バネにおもりを6 個吊るした場合のバネの伸びは何 cn になるかを答えなさい。 [千果]カ A カカ B をベクトルで表したら図 3 のようになった。 [考察]金属の輪が静革していることから, バネが金属の輪を引く力と, カAと力Bの 合力はつり合っでいることが分かる。 2 つのカがつり合う場 いに( ⑥⑧ )向きで, 同じ直線上にあり, 大きさは( ④ )。 したがっで, 【実 験TJでパネが金属の輪を引くカカは( ⑥ )N であることが分かる。 ④⑭ カAと力B の合力を(解答欄》の図中に矢印で描き入れなさい。 ⑤) 【実験 m】の〔郁察〕の③④, ①⑥にあてはまる語句を, ⑥にあては まる数値を符えなさい。 ただし, 図 3 の 1 マスは 1 N とする。 合。 2 つのカカは 表1 バネを引く力の大きき おもりの個数し個]| 0 | 1 12 バネをglく<カ(NJ 1 0 oz|O バネの伸び(cm] | 0 12.0138l 《解答欄》 ① ⑫⑨ ⑬④ 10.0ト竹生生生 バ ② 氷 京O 人 び5.0 【cm] ⑧⑱ て5 04 06 08 10 ⑮⑨ @ 力の大きさ【N] SMUPHYS2021 -05

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物理 高校生

どなたかお願いします。

Le] 救急車が目の前を通過する前後ではサイレンの音が交化する。 動いでいる音源からの音の【 76 】が変化して 陸こえる現象を【 77 1]効果という。 音源が移動しても, 出された音が【 78 】を伝わる【 79 】に変化は生じない。 移動する音源の前方では音の波形が圧縮され, 波長が【 80 】なる。 7] 寒いとき, 熱い何コユーヒーを手に持ったり, 電気ストープに手をかざしたり, エアコン(曖房機)で部屋の空気を温 めたりする。 このとき, 温度の高い物体から温度の低い物体に向かって, 物体内部の原子や分子の運動の 【 81 】が移動する。この移動する【 81 】のことを特に【 82 】とよんでいる。【 82 1の移動のしかたには。 前 述の例の順に【 88 】,【 84 】,【 85 】の3つの形態がある。 [18〕 異なる温度の物体を接触させでおくと, やがて両者の温度は等しくなる。 等しい温度になったとき, 物理の用語 では「両者は【 86 】の状態にある」という。この状態になるためには両者の間で何かが受け渡されていることに なる。この受け渡されるものを【 87 】と呼んでおり, その量を【 88 】と呼ぶ。ある物体の温度を1 K だけ上上昇さ せる【 88 】のことをその物体の【 89 】といい, 1種類の物質でできでいる物体 1gあたりの【 89 】はその物質 の【 90 】と呼ばれる量である。 (19〕 一般に, 熱を仕事に変換する装置を【 91 】という。【 91 ]が高温の物体から吸収した熱量を Q 変換した仁 事を M/ とすると, 低温の物体に放出した熱量は【 92 】であり,この【 91 】の効率(熱効率)は【 93 1である。 外部から何らかの操作をしない限り, 熱効率が 1 であるような【 91 ]を実現させることはできない。 このことを表し た法則を【 94 】という。 また, 熱は常に高温部から低温部へと移動し 自然に逆向きに移動することはない。 こ のような一方向的な状態の変化を【 95 】変化という。 [20〕 現在使わてれでいる詩なエネルギー資源のうち, 有有油や大陽光などの 自然界に存在しでているままのエネルギー を【 96 】エネルギー, 【 96 】エネルギーに手を加え, ツリンなどの使いやすい形態にしたエネルギーを [97 ]ニネルギーという。【 96 エネルギーのうち, 石出や天鈴ガスなどの, 大本の生折の人共がをの主計 考えられるものを【 98 】という。【 98 】が燃焼すると大基の【 99 1が生じ 地表から放出される赤外線を吸収 して地球を温暖化させる。 これは【 100 】効果によるものである。 【77】 【78】 【79】 【80】 【81】 【82】 【83】 8人謗 【85】

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