(3)で小球が最高点に達した時、２物体の速度が等しくなる理由を教えて下さい。 解説を読んでも分からなかったです。 どなたかよろしくお願いします。

17 保存則 53 17 保存則 曲面 AB と突起Wからなる質量 Mの台が水平な床上にあり,台の左 側は床に固定されたストッパーSに 接している。Bの近くは水平面とな っていて,そこからんだけ高い位置 にあるA点で質量 m(m<M)の小 A小球 m W S M B 床 球を静かに放した。小球は曲面を滑り降りて突起w に弾性衝突し,台 はSから離れ,小球は曲面を逆方向に上り始めた。台や床の摩擦はな く,重力加速度をgとする。 (1) 突起Wと衝突する直前の小球の速さはいくらか。 (2) 小球が Wと衝突した直後の, 小球と台の速さはそれぞれいくらか。 (3) 小球が曲面を上り, 最高点に達したときの台の速さはいくらか。 また,最高点の高さ(Bからの高さ)はいくらか。 次に,ストッパー Sをはずして,台が静止した状態で,小球をA点 で静かに放す。 (4) Wに衝突する直前の,小球と台の速さはそれぞれいくらか。 (5) Wとの衝突後,小球が達する最高点の高さはいくらか。 F (東京電機大+日本大) Level(1) ★★ (2) ★ (3) ★ (4), (5) ★★ Point & Hint (2) 弾性衝突は運動エネルギーが保存される衝突だが, 反発係数 e=1 で扱いた い。 (3) 最高点に達したとき, 小球は台に対して一瞬止まる。水平方向には外力がない ので,ある保存則が成り立つ。後半はもう一つの保存則を用いる。 ただし, 物体 系に対して適用する。 (4) 2つの保存則の成立。 (5) (3)と同様に考えるのが正攻法だが, ……もっとスッキリと解ける。

図bの磁力線の書き方が分かりません

B B フレミングの左手の法則を用いればよい。 F=IBl [N) 3者は直交 でんじりょく 鉱磁力Fは向きまで決められること。 High 図aのような右向きの一様な磁場と, 手前向 きの電流Iがつくる反時計回りの磁場を合成す ると,図bのようになる。電流の上側では磁場 が打ち消し合って磁力線がまばらになり, 電流 の下側では強め合って磁力線が密になる。磁力 線が縮もうとする性質と隣どうしが押し合う性 質がともに電流に上向きの力を与える。 まったく別な見方としては, 図aで電流は赤 点線の磁場を通して磁石に(N, S共に)下向き の力を与える。その反作用として電流は上向き の力を受けると考えることもできる。 N S 図a コ F N S 図b TO

解き方と解答をお教えいただきたいです。 問ごとでも構いません。 よろしくお願いいたします。

図4のように,スリット板の複スリットS.. Szに波長えの単色光を同位相で入射させた ところ、スリット板に平行に置かれたスクリーン上に等間隔の明暗の縞模様が現れた。こ のとき, Si, S2の垂直二等分線とスクリーンが交わる点点Oに最も明るい明線が現れた。Si I とS2の距離をd、 スリット板とスクリーンの距離をし, 点Oから距離xだけ離れたスクリー ン上の点をPとする。ただし、d, ×はLにくらべて十分に小さく,S」からPまでの距離 S.PとS:からPまでの距離S: Pの差S」P-S:Pは, SiP-S:P=と表せ,点P以外のス クリーン上のほかの点でも同様の式が成り立つものとする。 スクリーン上の 縞模様のようす (黒い部分が暗線) 暗 明…2番目の明線 暗 明…1番目の明線 暗 明…0 番目の明線 暗 明 スクリーン P スリット板 IS2 x 単色光 S」 L- 図 4 図4のように,点0に現れた明線を0番目の明線としたとき,点Pには2番目の明線が現 れた。 問5 SiP-S2Pを入を用いて表すとどのようになるか。正しいものを,次の1~5のう ちから一つ選び, 番号で答えよ。 1。 5 4 2 3 え 4 2 問6 次の1~3の操作のうち, スクリーン上の隣り合う明線の間隔が大きくなるものは どれか。1~3のうちからすべて選び, 番号で答えよ。ただし, 解答の順序は問わな い。また,該当するものがない場合には「なし」と答えよ。 1 dを大きくする 2 Lを大きくする 3 入を大きくする 暗明暗

波の干渉が分かりません！至急教えて頂きたいです！！お願いします！

XQAR3K-21A2-01 2 《波の干渉) 2つの振動片の先端 S,, S2 を,十分に広い水面に 触れさせて,両者を同じ周期Tで鉛直方向に振動さ せると,水面には, Si. S2 を中心とする, 円形の波 面が広がっていく。右図の Si, S2 を中心とする2つ の同心円群は, 時刻t=0 の瞬間における, S1. S, か ら出た波の山および谷の波面を表す。つまり, S,, S2 の一方から出た波に着目すると,隣り合う波面どう しでは、位相が半波長分だけずれている(位相差が元 である)。また, Si, S2 から送り出される波は,ともに振幅a(>0).の正弦波であり,以下で は波の減衰は無視できるものとする。 ここで,図のように, 水面上に点A~Dをとる。このとき,点Aでの,時刻t=0 における S, S2 からの2つの波の合成波の変位は, +2a下あった。ただし,変位は鉛直上向きを正と する。この状況に関する以下の設問に答えよ。 A B St S2 (25点) 問1 S, S2の振動の位相差を, 0またはπのいずれかで答え,その理由を述べよ。 (3点) 問2 次の各点での, 0S:STにおける合成波の変位」を表す y-t グラフを描け。また,グラ フには,時刻t=0, T/8, T/4, T/2, T における yの値を記入せよ。 (1) 点B (5点) (2) 点C (5点) (3) 点D (5点) 問3 時刻tによらず, つねに合成波の変位が0である水面上の点を連ねた曲線(節線)につい て、線分 S,S2 の両端 S,, S2 を除く部分と交わる本数を求めよ。 (3点) 問4 直線 S,S2 上において Sz より右側の半直線上での合成波の振幅を求めよ。 (4点)

①と③が正しい文章なのですが、なぜ、正しいのか分かりません。①は重なり合っている進行波じゃなくて定常波だと思うんですけど、定常波と進行波の違いが分かりません。③はなぜ、そうなるのか分からないので教えてください🙏

0 定常波の隣り合う腹と腹の間隔は, 重なり合っている進行波の半波長であ る。 振動数が 440 Hzの音と 442 Hzの音を同時に聞くと, 音の大きさが周期 的に変化し,大きくなる時間間隔は2秒である。 3 ブランコをこぐとき, ブランコの振動の周期と同じ周期で体を動かした方 が, 振動は大きくなる。 巾行わる音波では,媒質の振動方向は,音の伝わる向きと垂直で

(5)です エネルギーを求めるのに、なぜW=qVの仕事の公式が出てくるのですか？

図は荷電粒子を磁場の中で円運動を行わせながらくり返し加速する サイクロトロンの原理を示すものである。左右の半円筒形の電極 (ディーという)は内 部が中空になっており, ディーの部分には紙面に垂直に表から裏の向きに磁束密度Bの T60 277. 加速器 サイクロトロンの原理を示すものである。左石の円荷形の電極(ディーといする 部が中空になっており, ディーの部分には紙面に垂直に表から裏の向きに磁東を内 一様な磁場が与えられている。 質量 m, 電荷qの荷電粒子はデ ィーの内部では円運動を行い,ディーの間隙を通過するときだ)) け高周波電圧により加速される。初め粒子は, ディーおよび磁 / 場に垂直に速さゅで入射し, 図のような軌道を描いた。 (1)図の荷電粒子の電荷は正, 負のどちらか。ケ中 (2) 粒子が磁場から受ける力の大きさFを求めよ。 (3) 粒子が描く円軌道の半径 ro を求めよ。 (4) 粒子が初め,ディーの中を半周するのにかかる時間を求めよ。 高周波電圧の周期は粒子の円運動の周期に等しいように設計され,粒子が効率的に加 速されるようになっている。粒子は速さ voでディーを垂直に飛び出した。ディーの間 隙で加速された粒子は, 隣のディーの中でより大きな円軌道を描く。 (5) 粒子が間隙を通過する間, 2つのディーの間の電位差を一定とみなしこれをVとす る。間隙を通過するとき粒子が得るエネルギーを求めよ。また, 速さ voでディーを 垂直に飛び出した粒子が隣のディーに進入する際の速さひと新たな円運動の半径r を求めよ。 B B 少先 高周波電圧 A0SJF > 274

わかる方、理由も含めて答えていただけたら幸いです

発展問題1(10点) ターザンは長さ10m の蔦をつかって, 木から木へ3秒で飛び移る。あるとき,ターザン がいつものように蔦をつかって隣の木へ飛び移ろうとしたら,数匹の猿が薦の途中にしが みついてきた。このとき, 隣の木に飛び移るのに要する時間は,次のどれが正しいか。答 をD~3の中から選び○をつけよ。また, その理由を簡単に述べよ。 (ヒント:重心の位置の違いに注目!) つた 0 重くなるので, 3秒より余計にかかる。 2 重さに関係なく, やはり3秒である。 ③ 3秒より早く着く。 理由:

⑵⑷がわかりません。 答えは0、6、12 と3、6です

3実線は+x方向へ進む正弦波yiを, 破線は一x方 y [cm] Rode 向へ進む正弦波 y2を表している。y1, y2はともに, 2 2cm/s の同じ速さである。 (1) 生じる定常波の振幅を答えよ。 6/9、、12, 15 [cm) (2) 生じる定常波の節の位置を, 図の範囲で, すべて -2 答えよ。 (3) 隣り合う腹から腹までの間隔を求めよ。 (4) 定常波のすべての点の変位が0となる時刻を0くtく9sの範囲で求めよ。

(1)X=0地点から反射波が始まるのはなんでですか？？ 教えて欲しいです🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️

208. 正弦波の反射> 波長8.0cm, 振 幅2.0cmの連続した正弦波が, x軸を正 の向きに進んでいる。x=11.0cm にあ る端Pは自由端であり,波はPで反射す る。図は,ある時刻における入射波のよ うすである。次の各間に答えよ。 (1)このときの反射波を,図中に破線で y(cm)} 2.0 P 10 0 |2.0 4.0|6.0 8.0 x[cm) 2 -2.0 描け。 (2) 入射波と反射波の合成波を, 図中に太い実線で描け。 (3) 入射波と反射波の重ねあわせによって定常波が生じる。定常波の腹の位置を, 0<x<11.0cmの範 囲ですべて求めよ。 010

94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか？

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新