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物理 高校生

答え又は解き方教えてください 問1から4です

【物理 必答問題】 GEO 2 次の文章(IⅡI) を読み、後の各問いに答えよ。 (配点 30) 床面 I (a)~ (d) で持ち上げる。 水平な床面上にある質量10kgの物体を, 滑車とひも, 棒を使って,次の四つの方法 *TARD ここで、滑車および滑車に取り付けられた棒の質量は無視でき, 滑車はなめらかで、滑 どうしがぶつかることはないものとする。また、ひもは軽くて伸び縮みせず、滑車に凄 する部分を除いて鉛直に張っているものとする。 なお, 図1に示すように, 棒は常に水平 または鉛直であるものとする。 重力加速度の大きさを9.8m/s とし, すべての問いにお いて有効数字2桁で答えよ。 方法 (a) 図1(a)のように, 1個の定滑車を用いて、 ひもの端P を鉛直下向きに手で引く。 方法(b) 図1 (b)のように, 1個の定滑車と1個の動滑車を用いて, ひもの端Pを鉛直下向 DES きに手で引く。 LASTA DESCOB 方法(c) 図1(c)のように,2個の定滑車と2個の動滑車を用いて,ひもの端P を鉛直下向 きに手で引く。 方法 (d) 図1 (d)のように、3個の定滑車と2個の動滑車を用いて, ひもの端P を鉛直下向 きに手で引く。 定滑車 ひも 物体 (a) ・棒 •P 動滑車 引く力 の向き 10kg 図 1 -50- (8) 棒 (c) 集 A a H (d) 問1 方法 (a) で, 物体を鉛直上向きにゆっくりと引き上げるとき, ひもの端Pを鉛直下 さする向きに引く力の大きさは何か。 10×9.858- 2 方法 (b)で,物体を鉛直上向きにゆっくりと引き上げるとき,ひもの端Pを鉛直下 向きに引く力の大きさは何Nか。 問3 次の文章中の空欄 ア ~ である。 I に入れる数値をそれぞれ答えよ。 物体を鉛直上向きにゆっくりと 0.50mだけ引き上げる。 この間に、いずれの方法 であっても ひもの端Pを引く力がした仕事は Jであり,重力がした仕事は イ Jである。 また, 方法 (c)で物体を鉛直上向きにゆっくりと0.50mだけ引き上げるとき,ひも 面の端Pを引く力の大きさは Nであり、ひもの端Pを引く距離は I m L'OISIN ア 問4 方法 (d), ひもの端P を一定の速さ 0.20m/s で鉛直下向きに引くとき, 端Pを引 く力がする仕事の仕事率は何 W か。 - 51-

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物理 高校生

問題の問2について質問なのですが、 明線条件、経路差Δ=2(L2-L1)=mλより 2(L2-L1)がλの整数倍になればいいから 2(L2-L1)=2L2-2L1より、L2が1/2倍、すなわちL2=ΔL=(1/2)Nと表せるのは分かるのですが、 なぜ、「(1/2)Nλ」言い... 続きを読む

問1 20 M で反射される光と M2 で反射される光が干渉 して明るくなったり暗くなったりする。 光源から Mまで, およびMから0までについては,2つの 反射光の経路に違いはなく,それぞれの光が MM1 間,MM2 間を往復することによって生じる経路差 によって干渉が生じる。 この経路差を⊿とすると, 初めの状態でL, <L2 であることに注意して 44=2(L₂-L₁) SMT > また、反射の際の位相変化について考えると, M での反射光は, M, M1 での反射の際に、M2 で の反射光は M2, M での反射の際に、ともにそれぞ れ位相がずれるので,これらは相殺されて干渉 条件に変化はない。よって,干渉によって明るくな る条件は,経路差が波長の整数倍であればよいので 04=2(L₂-L₁)=mλ 4080>&: 21 ② 1 問2 一 経路差 4 の式からわかるように MM2 間の距離 L2 が入/2 だけ長くなると、 経路差⊿ が波長だけ 長くなって次に明るくなる。 したがって, N回目 に明るくなるまでに MM2 間の距離が⊿Lだけ長く なったとき PARTITA λ1 4L=N× |= 2 2 問3 20 Nλ

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物理 高校生

2番のグラフどうやって書いてるのか教えてください

単振動は,円周上を 回る点と対応させる とわかりやすいね。 (→下の「参考」) 3 正弦波の発生 波源が単 振動をする場合,図5に示す ような波が発生する。 ばいしつ 波源の単振動は周囲の媒質 に伝わり, 各点は波源よりも 遅れて単振動を始める。 その 振幅と周期は,波源の単振動 の振幅と周期に等しい。 つら 振動する媒質の各点を連ね はい た線を波形といい, 同図の wave form ような波形 (平らでない部分) せいげんは をもつ波を正弦波 という。 sinusoidal wave このように, 単振動している 波源からは正弦波が生じる。 P₁ P₁ 図5をもとにして, 時刻 1/27における波 形のグラフをかけ。 P₂ PPPP6P7P8 問2 図5 正弦波の発生 水平に張ったひも の端P を周期Tの単振動と同様に振ると きの波形を 時刻0から8分の1周期ごと に表している。 図の波形 (平らでない部分) ぱいぱんきょくせん のような曲線を正弦曲線という。 一定の速さで円周上を進む とうそくえんうんどう 運動を等速円運動という。 等速円運動と単振動 coloc 78 Loloo 時刻 0 単振動 18 ²T calco T ○ T T G l fellel feelle feelle feeeee fullle Po P₁ P2 P3 P4 P5 P P HIN WITH P 14 TM 5 15 10時間 (周期) T〔s] 波の V= 経 となる。f=1 波の要素 20 c波の表し 波の要素 波形の最も高レ 低い所を谷と 深さ trough しんぶく 振幅に一致す かん amplitude あう山と山の間 ink ニメーション 分の長さ(<) 山や谷が進む速 v=fi [m/s] 波の速さ 振動数 (fr f [Hz] 正弦波 2波のグラフ y-x図という。 る, 時間 t と媒質 (a 問3 時刻 0 変位 y[m〕 プ y[m〕4 0 y [m〕

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物理 高校生

なぜ⑴では空気の屈折率を文字で置いてるのに、⑷は屈折率1で考えてるのか教えてください。

|30| 光通信などに使用される光ファイバーでは、光の全反射現象などが利用されている。 その原 理を図のような円柱状媒質のモデルで考えよう。 円柱の中心軸からある半径までの部分は屈折 率(絶対屈折率nの媒質Iであり,その外側は屈折率nの媒質ⅡIである。円柱の端面は中心 軸と垂直であり、図は,円柱の中心軸を通る平面で切った断面図である。 この平面内で , 空気 中から円柱の端面の中心点Aに入射角で入ってくる光が, 屈折して円柱内に入り, その後ど のように伝わるかを調べる。 屈折率の間には、 常に nnn (no は空気の屈折率) という 関係があるものとして, 以下の設問に答えよ。 (1) 光が媒質I と媒質ⅡIの境界面で全反射をして, 媒質Iの中だけを伝わるためには,入射角 はどのような条件を満たせばよいか。 sin0 についての不等式で示せ。 (2) 屈折率の大きさによっては,入射角をどのように選んでも光が媒質 ⅡIの中に入れないこ とがある。 そのようなことが起こらずに, 光が媒質ⅡIの中にも入ることができるためには, 屈折率の間にどのような関係があればよいか。 (3) 屈折率の間に設問 (2)で求めた関係がある場合, 光が媒質ⅡIの中には入るが円柱の外には出 ないためには,入射角0はどのような条件を満たせばよいか。 (4) 光が点Aに入射角で入射し, 媒質Iの中を全反射しながら光ファイバーの長さの方向 に距離だけ進む時間を求めよ。 ただし, 真空中での光速度をcとする。 空気 no 0 A no N2 "n₁" n2 空気 媒質 ⅡI -媒質Ⅰ 媒質 Ⅱ

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