この問題の(2),(3),(4)の解説がよくわからず、 どうやって式を立てればいいか分かりません 解説よろしくお願いします💦

k pl 小球A 小球B 115 力学的エネルギーの保存■なめらか な水平面上に, 一端を壁に固定されたばね定数 [N/m] の軽いばねの他端に質量m[kg] の小 球Aが取りつけられていて, 小球Aに接して質量3m[kg] の小球Bが置かれている。 水平面は, なめらかな斜面とつながっている。 AとBが接したままばねを自然の長さ [m〕 だけ押し縮めた後, 静かに手をはなしたところばねが自然の長さになった位置 でBはAから離れた。 重力加速度の大きさをg [m/s2] とする。 (1) ばねを押し縮めるために加えた仕事 W [J] を求めよ。 (2) 小球Aから離れた直後の小球Bの速さ [m/s] を求めよ。 (3) 小球Bが離れた後, ばねの伸びの最大値 x {m} を求めよ。 (4) 小球Bが達する最高点の水平面からの高さん [m] を求めよ。 [17 東京農大改) 11

(2)がわかりません、 誰か教えてください🙏

18 図のように,速さで水平に飛んできた質量mの小球を棒で打ち返すと, 小球 は飛んできた方向と90°の角度をなす水平方向に跳ね返り, 打点から距離だけ離 れたところで地面に落ちた。 打点の高さをん, 重力加速度をgとし, 小球に対する 空気の抵抗は無視できるものとする。 g 棒 h 小球 m V 地面 IC (1) 打ち返された直後の小球の速さはどれだけか。 (2) 棒が小球に与えた力積の大きさを求めよ。 47 Os (東京電機大学)

解説の説明ではわからないので詳しく教えてください

求めよ。 重要問題 53 回折格子 1mmに500本の割合で等間隔に平行線を引いた回折格子がある。この回折 格子面に垂直に平行光線を当てる。波長入の光が強めあうのは,回折光と格子面 の法線のなす角0と入が, ある関係式を満たすときである。 1) 格子間隔をdとし, 0 および正の整数をmとして,回折光が強めあう場合の 関係式を書け｡ この回折格子で 8=0° でない角度の方向に観測できる, 最も長い波長の光 の波長は何 nm(1nm=10m) か。 (3) 030°の方向ではどのような波長の回折光が観測されるか, (1) における m=2 のときについて求めよ。 <東京学芸大 > 90 第3章 波動

リードa15ページの問題です！ 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30＝0で答えが出てこないのは何故ですか？

リード C 0,1 198N /第2章 剛体にはたらく力のつりあい 15 1964 基本問題 13. 棒のつりあい 長さ20cmで質量 1.0kg の一様 な棒ABの両端におもりをつるし, A から 7.0cmの点 Pにばね定数が980N/m のばねの一端をつけた。 ばね の他端を天井に固定して静かに離すと, ばねは10cm伸 び棒は水平につりあった。 A, B につるしたおもり km の質量 ma, me [kg] を求めよ。重力加速度の大きさをg=9.8m/s²とする。 a&№. (a) '///////// 60° A A 14. 棒のつりあい●長さ 0.60m, 重さ 60N の一様な棒 AB を,A端につけた糸でつる し力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) Fは水平 (b) カFは鉛直上向き (c) 棒 AB BL は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F [N] の大きさを求めよ。 F 7.0cm (b) . A なすように立てかける。棒のA端から 1/31 GON ↓F 980 N/m 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり,A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により, 図に示す状態で支えられている。ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 0.10m B (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分,鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ryとする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題3 16. 壁に立てかけた棒のつりあい 長さ 1[m]の軽い棒 AB を, 水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に,水平から 60°の角度を (c) '///////////// 45° l離れた点に重さ W 〔N〕 の A IC 13 130° 60° B 例題3 M60B 例題 3 60° PE, COBY B Na おもりをつるしたところ,棒は静止した。 (1)棒にはたらく鉛直方向および水平方向の力のつりあいの式と,点 Bのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てよ。 棒が壁か ら受ける垂直抗力の大きさを NA 〔N〕, 床から受ける垂直抗力の大きさをNB〔N〕 , 摩 例題 4,24

リードa15ページの問題です！！ 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30＝0で答えが出てこないのは何故ですか？

14. 棒のつりあい●長さ(a) 0.60m, 重さ60N の一様な棒 AB を, A端につけた糸でつる し,力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) 力Fは水平 (b) 力Fは鉛直上向き (c) 棒 AB Bl は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F〔N〕 の大きさを求めよ。 60° F (b) A 0.10m B 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり, A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により。 図に示す状態で支えられている。 ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分, 鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ry とする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題 3 (c) A C 130° A 60° 45° B 例題 3 30° B

この問題では、V=Vo+atなど等加速度直線運動の公式を一切使っていませんよね？公式を使う問題と使わない問題に違いなどはあるのでしょうか？

3 静水なら速さで進む船がある。この船が流速 1/20の川を上り下り しての距離を往復するのに要する時間tを求めよ。 また,川の流れ に垂直に横断しての距離を往復するのに要する時間tを求めよ。 次に、川に沿い, 上流に向かって速さで走る自転車がある。 下流 に向かって進む船との距離をLとすると,出会うまでの時間tを, 相 対速度を考えることにより求めよ。 (東京海洋大)

(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)

(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？

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 度TOK]は大気のそれと等しい。 ピストンMの 質量は Mi [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L][m]である。気体定数をRJ/mol・K], 重力加速度を[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 T1 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12/23L 〔m] となった。このとき の温度T2 〔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 W2 〔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 T 〔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Pと体積Vの間に は PV 3 =一定の関係がある。 (京都工繊大) Base 771 3 Level (1),(2)★ (3)★ Point & Hint Cv= Cp= ※ この3式は「単原子｣のとき (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=P⊿Vとなる。 (3) 断 熱変化では,PV=一定が成り立つ。 ♪は比熱比とよばれ, y=Cp/Cv ここで は単原子なので, y = = 12/12/12/2=121238 となっている。あとは第1法則の問題。 M -R ヒーター 10000 単原子分子気体 3 U= -nRT 2 5 R LECTURE (1) 初めの気体の状態方程式は PSL = nRTo ...... ① ピストンが動き始めるときの圧力をPとすると PSL = RT ...... ② そして、このときのピストンのつり合いより PS = PS+Mg..... ③ MgL Ti = To+ nR QinCvAT=- R(T₁-To) = 32 MgL ① ~ ③より 定積変化だから P1での定圧変化が起こる。状態方程式より PS・・ S/L=nRT2 4 (2) より そして そ T₁ = 3 T₁ = 2 (T. + Mg L nR W₁ = P₁AV = P₁ (S. 3/L-SL) より 49 熱力学 状態方程式より (3) 高さまで押し込んだときの圧力を P3 とすると B 第1法則より PS T3 = Mg また, Q2=nCAT=n212R(T2-T)=(nRT+MgL) 4U』を調べ ( 4U2=220R (T-T) 第1法則 4U2 = Q2+(-W)を用いて 4U₂ Qを求めることもできるが、まわりくどい｡ 143 P.(SL) = P.(SL) ( ∴. P3= P1 PS ピストンが動いて も上図の状況は変 わらない。 つまり, 圧力 P1 は一定 =1/23PSL=/1/2nRT=1/12(nRT+MgL) ②を用いた (2) *P₁.SL = nRT .... (3) ³T₁ = (3) ³( T. + MgL) 'T= nR 2nR(T₁-T₂) = 0+W₁ W₁ = (2) ² (2) ³-1} (nRT. + MgL)

高校物理　クーロンの法則 この実践問題20がわかりません🥺

―実戦問題 20 図1のように、鉛直方向にとった軸上の2点 A (0, 0, a) および, B (0, 0, -α) にそれぞ にそれ れ正の点電荷Qが固定されている. クーロンの法 則の比例定数をkとして,次の問いに答えよ. (1) xy平面上で, 原点Oから距離rの点Cに おける電場の強さとその向きを求めよ. 向き は図2中に矢印で示せ. (2) 無限遠点における電位を0として, 点 0 および点Cの電位をそれぞれ求めよ.また, xy平面上で、点Cを通る等電位線を図 2 に描け. 次に、xy平面上になめらかで薄い絶縁体で できた平面板を置く. (3) 平面板上において、 負の電荷-g をもつ 質量mの小球を原点Oから点D (a, 0, 0)まで移動させるのに必要な仕事を求めよ. A O B y Q a 図 1 図 2 'Q a r a C D y 2 XC X (4) その後,小球を点Dで静かにはなすと, 小球はx軸上を運動する. 小 球が原点Oを通過するときの速さを求めよ. また,小球を点Dからy軸に平行な方向に適当な速さ v2 で打ち出すと, 小球は原点Oを中心とする半径 α の等速円運動をした. 2 はいくらか. [京都工繊大〕

高一物理です。自分の力で解いたのですが不安なので、合っているかや求め方を教えてください。🙇🏻🙇🏻

(1) 以下の文は、物体の運動について説明した文章である。 ①~⑤に適切な語句を入れよ。 座標 時刻 物体の位置は、(①)と(②) を利用して表すことが出来る。 一定時間 距離 また、物体の運動は、 ある ( ③ ) にどれだけの ( ④ ) を移動 (2) 次の現象は、 等速度運動、 合成速度、 相対速度、 等加速度直線運動のどの事項と最も関 係が深いか。 ① 電車に乗って、 動き出したと思ったら、 動いていたのは向かいのホームの電車であ った。 ② 川の流れの向きに従って進む船の上を、 船と逆向きに走っている人がいた。 これを 地上で静止する人が見ると、船と同じ向きに動いているように見えた (必死に進も うとしているのに後退しているように見えた)。 自転車に乗って坂道を､ ペダルをこがずに下ったら、 速度が徐々に大きくなった。 ④ レーシングゲームで、 アクセルペダルを巧みに操作して、 直線道路をひたすら120 km/hの速さで走行した。 相対速度 合成速度 したかで表すことが出来る。 変位 速さと速度の違いは ( ⑤ ) をもつ量かどうかである。 等加速度 ③ 直線運動 等速度運動 (3) 速度の定義 (意味) は何か。 空欄に当てはまる語句を答えよ。 「単位時間当たりの(変位)」 (4) 加速度の定義 (意味) は何か。 空欄に当てはまる語句を答えよ。 「単位時間当たりの (加速度)」 (2.55 fa. 2 25 1 240s (1) 1500mの距離を4分で走る人がいる。 6.25m/s ① この人の平均の速度は何m/sか。 また何km/hか。 225km/h 1 ② この人が速度を維持したまま、 さらに1分 (合計5分) 走ったら距離はいくらになるか。 1875m (2) 右図は物体の位置と時刻の関係を表すグラフである。この 物体の速さと時刻の関係を表すグラフを作図せよ。 5 x [m] 1 120 (3) t = 5.0s で 4.0m/sの速度で移動していた物体が、 t = 9.0s で 8.0m/sの速度となった。 ① この間の平均の加速度はいくらか。 1 m/s ② t = 5.0s からt = 9.0s の 4.0s 間に移動した距離はいくらか。 17.5×7×1/2 = 61.23 [50] v [m/s] 0 4m 10 10 (4) リニアモーターカーは最高時速 500km/hで走行可能で、 東京から名古屋を経て大阪ま での437km の距離を新幹線史上世界で最も早い速度で移動できるよう設計されている。 仮に大阪までの距離を400kmとして､ 途中停車なしで最高速度 500km/h を維持したま 1時間500km ま東京-大阪間を移動したとすると、 時間は何分かかるか。 60m×12=48 48分 (5) x軸上を正の向きに0.40m/s2 の加速度で運動する物体が、 原点を速度 5.0m/sで通過し た。 500 7m/s 61.23m ① 原点を通過してから､5秒後の速度と変位を求めよ。 0.40m/52 ② 物体の速度が正の向きに 9.0m/s となるのは、 原点を通過してから何秒後か。 また、 このときの変位を求めよ。 22.5m it [s] 20 t [s]