物理の重要問題集です。４番でなぜこのような発想ができるのか知りたいです。

温度調節器一 て平衡状態に達したのり、 Ⅲの中の気体の温度を求めるとケとなる。 67.くばね付きビストンで封じられた気体〉 なめらかに動く断面積S [m]のビストンと体積が無 視できる温度調節器をもつ容器に1mol の単原子分子理 想気体が閉じこめられている。 図のように, ピストンは ばね定数k [N/m)のばねで容器とつながれており, 容 器は水平に置かれている。 初め, ばねは自然の長さであり, 温度調節器を取りつけた内壁 らビストンまでの距離がL [m])のところでピストンは静止していた。 容器とビストンは 熱材でできており, 大気圧を Po [Pa), 気体定数をR【J/(mol-K)] として, 次の問いに答え。 (1) 容器内の気体の温度 T。 [K] を求めよ。 (1) 過程Iで気体が外部から吸収す 外部から吸収する熱量と,状態 和で求められる。Qを CvとC (2) 過程Ⅱで気体が外部からされた (3) (2)の結果と熱力学第一法則を 部から吸収する熱量免を求め (4) (1)と(3)の結果を比較して、 C 式を求めよ。ただし、その導 (C] 状態Aから状態Bへ変化さ により状態Aから状態D (圧力 の後定積変化で状態Dから状態 過程Ⅲで気体が外部からされた W。と過程Iにおける の大 (京都を 00ONMNMN- 次に、温度調節器を使って容器内の気体をゆっくりと温めたところ. ばねが2L(m)だ [DJ 状態Aかられ生た 縮んだところでビストンが静止した。 (2) 容器内の気体の圧力 P. [Pa] を求めよ。 (3) 容器内の気体の温度T; [K] を求めよ。 積V)まで気体を圧縮しその名 (1) 状態Eの温度をT5(K)と (2) この過程Nのか-V国の概 き出ても何も仕事をしないので, そのは変わら。ため内部エ

［C］の解説で、Bが右に動けばAが左に動くと分かるのは何故ですか？

応用間題 27.(斜面上の物体の運動と水平面上の台の運動) 図1のような、水平とのなす角がθのなめらかな斜 面となめらかな鍋直面からなる質量Mの台Aを考え, その斜面上に質量mの小物体Bを置く。この小物体 Bに軽くて伸びない糸の一端をつなぎ,それをこの斜 面の上端に固定された軽くてなめらかに回る滑車に通 し、そのもう一方の端に質量mの小物体Cをつないで,小物体Cを滑車から鉛直につり下げ たとき台Aの鉛直面に接するようにする。小物体Bと滑車の間の糸は斜面に平行に保たれ, さらに、小物体BとCはいずれも台Aの上端または下端に達しないとし,また,重力加速度 の大きさをgとおく。空気の影響はないものとして、 次の問いに答えよ。 [A) 図1のように,台Aを水平面上に固定し、小物体Bを斜面上に止めた状態から静かに はなすと、小物体BとCは動き始めた。このとき,次の問いに答えよ。 小物体Cは上昇するか、下降するか。 (2) 小物体Cの加速度の大きさを求めよ。 (3) 糸が小物体Bを引く力の大きさを求めよ。 1 7 図1 人 (4)糸が滑車を通して台Aを押す力の水平方向の成分の大きさを求めよ。 (B] 図2のように,台Aをなめらかな水平面上に置 き,それを水平に一定の力で引くことにより等加速 度運動させると,小物体Bが斜面上のある位置に止 まったままになった。このとき,次の問いに答えよ。 (1)台Aを引く力の向きは, 図2の矢印PとQのい T →Ne P 図2 ずれの向きか。 (2) 台Aの加速度の大きさを求めよ。 (3) 小物体Bが台Aから受ける抗力の大きさを求め B 0 台Aを引く力の大きさを求めよ。 [C)'台Aがなめらかな水平面上を自由に動くことが できるようにする。さらに,図3のように,小物体 Cの右側になめらかな鉛直の壁Dを台Aに固定し,小物体Cが台Aの鉛直面に接しながら 台Aに対し上下にのみなめらかに動くようにする。この状況で、小物体Bをその斜面上で 動かないように支え,かつ,台Aを水平面上で動かないように支える。この状態から、台 Aと小物体Bの支えを同時に静かに外すと,台Aおよび小物体BとCは動き始めた。台A に取りつけた壁Dからなる部分の質量はないものとして、次の問いに答えよ。 (1)台Aの加速度の大きさをQ, また,台Aに対して静止した(台Aとともに動く)観測者 から見たときに,小物体Cが鉛直方向に動く加速度の大きさを acとするとき, 加速度 D 図3 の大きさの比CをM, m, 0を用いて表せ。 aA [15 関西学院大) (2) ac をM, m, g, 0を用いて表せ。 N

この[C]の場合、物体AとCの間には抗力がはたらかないのですか？

(3) 小物体Bが台Aから受ける抗力の大きさを求め よ。 (4) 台Aを引く力の大きさを求めよ。 (C] 台Aがなめらかな水平面上を自由に動くことが できるようにする。さらに,図3のように, 小物体 Cの右側になめらかな鉛直の壁Dを台Aに固定し,小物体Cが台Aの鉛直面に接しながら 台Aに対し上下にのみなめらかに動くようにする。 この状況で,小物体Bをその斜面上で 動かないように支え, かつ, 台Aを水平面上で動かないように支える。この状態から,台 Aと小物体Bの支えを同時に静かに外すと,台Aおよび小物体BとCは動き始めた。台A に取りつけた壁Dからなる部分の質量はないものとして, 次の間いに答えよ。 (1) 台Aの加速度の大きさを aA, また,台Aに対して静止した(台Aとともに動く)観測者 から見たときに,小物体Cが鉛直方向に動く加速度の大きさを acとするとき, 加速度 A 図3 ac の大きさの比 をM, m, 0を用いて表せ。 AA (2) ac を M, m, g, θを用いて表せ。 ー [15 関西学院大)

(5)〜(7)で間違ってる点はありますか？間違っていたらどこが間違ってるか教えて欲しいです…。

図のように,な 上で,物体が力 ている。次の物 (5) 斜面上向きの力の 大きさF 2.0m/s 69 F(N) 10kg Sin30°-10.9.8 -98 :49 F-49:2.10 F= 20+49 F-69 69 - 106 -2 30° 20 2 N[N) 29N. 20-210 30° 69N (6) 斜面下向きの力の 余面物き 10×9.8N 動方向)の力 9.8.sin0° q2120 8.0m/s (N) 2,0kg 大きさF 9-29: して、 sin30 2.9.8 18:6 79.8 30° 2 =2.0[m/s°) 斜面下向き -Fキ9、8:8.2 1149.8 ミ25.8 -F ード F 26N 下両き (7) 斜面上向きの力の 0.50m/s。 F[N] ぐ 180% w:2.9.8 大きさF 5.0kg 5in30°.5.9.8 2a 4.9 30° :24.5 2 デ面下院 F-24.5:0、5.5 「-2,5t29、5、27.0 27ル (8物体の加速度の 4.0N 130 45° 2.0kg 十きさと向き 73

沢山質問すみません💦 全部自力で解いたものの不正解で分からないので教えて頂きたいです。 よろしくお願い致します。

① 5,0m/sは何m/ha ② 30m/sは何トm/hが.1有部数等3桁で開院せよ) 36km/hは m/今か. ④ 144km/hはT m/sが. ⑤ 「,5」の角神数等は何期が ① 7,50」の有動別は何が

物理基礎の問題です！ 答えは左に書いてあるのですが、（3）から解法がわからず困っています💦 GW中の課題なので、早めに教えていただきたいです😭お願いします！

〈等加速度直線運動と相対速度) (1) 高速道路を自動車Aが時速 108km で走行している。この速さは秒速何mに相当するか 答えよ。 (2) 自動車Aの運転手は危険を感じてプレーキをかけて停止した。プレーキをかけてから停 止するまでの間,自動車Aは6m/s?で減速したとする。プレーキをかけてから停止する までにかかった時間(制動時間)とその間に自動車Aが走った距離(制動距離)を求めよ。 次に,自動車Aの後ろを自動車Bが走行している場合を考える。最初,自動車Aと自動車 Bはともに時速108km で同じ直線上を走行していたとする。また,このときの車間距離を 27m とする。次の問いに答えよ。 (3) 自動車Aの運転手は危険を感じ, プレーキをかけた。(2)と同様に, プレーキをかけている 間は6m/s° で減速する。自動車Bがプレーキをかけなかった場合,自動車Bは(自動車A がプレーキをかけてから)何秒後に自動車Aに追突するか。 (4)実際には,自動車Bは自動車Aがブレーキをかけてから, 1秒後にプレーキをかけた。こ のときの,自動車Aとの車間距離と,自動車Aの自動車Bに対する相対速度を求めよ。 (5)自動車Bも6m/s° で減速するとする。自動車Bがプレーキをかけている間,自動車Aと 自動車Bの車間距離が時間とともにどのように変化するか答えよ。 田略解 ) 30m/s () 年動時間:5s おか諾離:ク5 m (3) 3秒後 (4) 車閉距離:24m 相村速度:A→Bの向さい 6m/s (5) 記述のたよ省略 [09 学習院大)

(4)の解説で、戻った時の斜面台の速度をV‘、物体の速度をv’としていますが、問題文に書かれているV1とv1を使って計算を進めることはできますか？

43.物体と動く台との運動● 図のように,なめらか な斜面をもつ質量 Mの斜面台が,なめらかで水平な床 の上に静止している。この床の上を質量 m(m<M)の 物体が速さひで斜面台に向けて移動し, 斜面を途中まで 上り、再び床の上にもどる運動を考える。重カ加速度の大きさはgとする。物体が最高 点に達したときの水平面からの高さを H, そのときの斜面台の速さを Vとする。床と 斜面台の間に段差はなく,物体はなめらかに斜面台上に移動し, 斜面台から離れずに斜 面にそって運動するとする。また, 物体と床および斜面台,床と斜面台の間の摩擦はな く,物体や台の運動はすべて図に示される鉛直面内で起きるものとする。次の問いに答 M H m 床 えよ。 (1) 物体が最高点に達したときの斜面台の速さ Vをm, M, vを用いて表せ。 (2) 物体が最高点に達したときの物体と斜面台の運動エネルギーの和を m, M, vを用い て表せ。 (3) 高さHをM, m, v, gを用いて表せ。 (4) 物体が床の上にもどったときの斜面台の速さV」 と物体の速さ ひぃを, それぞれm, M, vを用いて表せ。 [18 工学院大 改]

（4）（5）（6）（7）が分かりません。 よろしくお願いします🙇‍♀️

必修 基礎問 2静止衛星と脱出速度 1,I 次の文章の空欄に適当な式を記入せよ。 ただし, (には不等号 (等号を含む) を記入せよ。 なお, 以 下の間いでは,地球の公転は無視する。 X- 地球のまわりを半径rの円軌道を描いて回っている 人工衛星を考える。 人工衛星の速さをv, 質量を m, 地球の質量をM, 万有引力定数をGとすると, 人工衛 星の円運動の運動方程式は m×[1) の半径rは3コとなる。人工衛星を加速してその速さをuとした。 人工衛 星が無限遠方に到達できる条件は, (4) 次に,人工衛星の軌道が地球の赤道面内にある場合を考える。 この人工衛 星の角速度が地球の自転の角速度と等しければ, 地上からは, この人工衛星 は静止して見える。このような人工衛星を静止衛星という。 地球の自転の角 速度を w, 静止衛星の軌道半径を rsとすると, 静止衛星の速さ vsは(6) と表される。よって, 円運動の運動方程式より, 静止衛星の軌道半径 rs は (7)」で与えられる。 地! 球R コ=(2) である。これより, 円軌道 5)0 と表される。 (青山学院大) 衛屋

3番が0でないのは何故ですか？

図のように、 電圧Vの電池。 自己インダクタ ンスLのコイ ル,静電容量C のコンデンサと スイッチ S.. S。 が接続された回路を考える。コイルに流れる電流1は矢 印の向きを正とする。最初の状態ではスイッチ S, S,は 開いており、回路に電流は流れておらず, コンデンサに 電荷はない。スイッチ S, を閉じて十分時間が経過した後。 コンデンサに蓄えられた電気量は Q= 静電エネルギーは Uo=|2 ★★* S」 S。 (1) CV +Q C L LC C (5)V I。 0 であり、 -ム である。次に、S, を開 AI いて S。を閉じた。直後のコイルの電流Iの変化率は 1★★★ At 3★ である。以降の振動電流の角周波数は o= 最大電流は Io=|5*★★ 4★★★ S。を閉じてからの 電流Iの時間変化グラフは6★★★ となる。(青山学院大) 解き方 岸き方 万針 S,を閉じれば電流と電気量は角周波数 a の単振動をする VLC こつ 第 (時刻tの三角関数となる)。電流変化率は回路方程式で, 最大電流は 回路のエネルギー保存則で解決する。 17 部 立式 回路方程式:L AI_Q At C こ代 エネルギー保存則: -LP = 2C 2 CVe 計算 S,を閉じた直後はQ=Q=CVのままだからOより=ーである。 のにおいてIが最大のときQ=0なので1ム=V/L' フは S,を閉じた直後t=0でI=0から正の傾きう U。 を得る。I-tグラ とき で始まり、三 AI 角関数を描 電磁気学Q 電磁誘導 JF 9

右ねじを使って磁場の方向を決めているのですが、答えの図のような方向になりません… 写真３枚目のようにならないのは何故か教えて下さい。

標準間題 121.〈直線電流と円電流のつくる磁場) 図1に示すように, 十分長い導線を AB が直線, BCD が半径r[m] の円, DE が直線になるように曲げた。た だし、導線は紙面内(yz 面)にあるものとする。この導線 に電流I[A]を矢印の向きへ流した。ただし, BD 間の すき間ば無視する。 (1) BCD を流れる円電流がつくる磁場の強さは,円の中 心点Pでいくらになるか。 ア (A/m] (2) AB および DE を流れる直線電流がつくる磁場の強 さは点Pでいくらになるか。 イ [A/m] (3) (1), (2)の結果から,点Pにおける磁場の強さを求めよ。ウ [A/m] (4)点Pにおける磁場の向きはどうなるか。 ェ] (5) 図1の円の部分をねじり,図2のように円の部分が, 直線の部分と垂直な面(xy 面)内に くるようにする。このとき点Pにおける磁場の強さはいくらか。 オ] [A/m] D B P y B X 図1 図2 【東北学院大) 必開 122. 〈直線電流がつくる磁場) N ー