(3)なぜ静止しているときの力学的エネルギー(0)と比べてはダメなのですか？

146 ばねでつながれた物体との衝突■質量が ともにmの小物体Bと小物体Cを質量の無視でき A BC るばねで連結し,水平でなめらかな床の上に静止させておく。 いま、図のように,この状態の小物体Bに質量mの小物体Aを, 小物体Bと小物体 Cを結ぶ直線にそって速さ vで衝突させた。衝突は弾性衝突とし, 衝突以降の小物体 は,小物体A,BおよびCを結ぶ一直線上を運動するものとする。 また, 小物体の衝突 の結果としてばねが縮む長さに比べて、ばねの自然の長さは十分長いものとする。 (1) 衝突直後の小物体Aおよび小物体Bの速さをそれぞれ求めよ。 (2)衝突後,ばねが最も縮んだ瞬間における小物体Bと小物体Cの速さをそれぞれ求め 147 木材への弾丸の打ち のおせ よ。 (3) ばねのばね定数をとするとき (2)でのばねの縮みdをm, kおよびvo を用いて表 せ。 [新潟大改 ➡ 134, 135

(2)で力学的エネルギーの保存則が使えますが、この問題で言うとどこを見て使えると判断できますか？

134 運動量の保存(合体) 天井に糸の一端を固定し,他端 に質量Mの木片をつるす。 水平方向から質量mの弾丸が速さ で木片の中心に命中し, 弾丸は木片の中に止まり、両者一体とな って運動を始めた。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 一体となった直後の速さ Vを求めよ。 (2) 木片はどれだけの高さまで上がるか。 最下点からの高さんを 求めよ。 例題 30 146,147 I m v DM

なぜ、断面積を掛けなければいけないんですか？ 大気が押す力って、大気圧のままではいけないんですか？💦

基本例題 68 ボイル・シャルルの法則 図のように, なめらかに動くピストンのついた 断面積 2.5×10-3 m² の円筒形の容器に気体を入 れ、大気中で水平に置いた。 はじめ,気体の温度 は27℃で、ピストンは容器の底から0.30mの 位置で静止していた。 この気体を温めて 147℃にし、ピストンに垂直に 50 Nの力 (左向き) を加えたところ, ピストンは容器の底から[[m〕 の位置で静止した。 この を求めよ。 大気圧を1.0×105Pa とする。 解答 加熱前の気体の圧力が [Pa] は大気圧に等しく,前 p=1.0×10 Pa。 加熱後の気体の圧力をか’ [Pa〕 とす ると, ピストンにはたらく力のつりあいから, p′×(2.5×10-)-(1.0×10%)×(2.5×10-)-50=0 $9 01X0. ボイル・シャルルの法則から, (1.0×105) × (2.5×10-3×0.30) 273 +27 断面積 2.5×10-3m² HE (1.2×105) × (2.5×10-3xl) 273 +147 | 0.30 m 50 よって, '=1.0×105 + 2.5×10-3 = 1.2×105 Pa後 よって, l= 0.35m [m〕 (273+27) K 「大気が押す力 〔Pa〕 #F -0.30m- (273+147) K 大気が押す力 pV_ p'V' p'(Pa) 50 50 N = T T' 秋めよ。 〔m〕 50 N 185 気体が押す力 気体が 押す力

この問題が分かりません😭なんで熱容量足してるんですか？質量×比熱の部分を熱容量として考えるのとは違うんですか？ 教えて下さい🙇‍♀️ 3枚目の写真は授業で扱ったものです。これを参考にして解きました。

熱量計の中へ140gの水を入れたとき, 容 器も水も一様に温度が27℃ になった。 (1) 図1のように,この中へ 47℃の水40g を追加したところ, 全体の温度が31℃ に なった。 容器の熱容量Cは何J/Kか。 水 の比熱を 4.2J/(g・K) とする。 高温物体が失った熱量 40×4.2× ( 47-31) = 140g 27 °C 図 1 低温物体が得た熱量 (140×4.2+C) ×(31-27) 熱量の保存によって 40×4.2×(47-31) = (140×4.2+C) × (31-27) これを解いて C=84J/K 240g 47 °C 温度変化と熱量の関係 Q=CAT=mcAT C: 熱容量 m:質量 Q : 熱量 C: 比熱 4T: 温度変化 数研出版

このような問題で運動量保存則はどこを見て使えると判断できるのでしょうか？

134 運動量の保存(合体) 天井に糸の一端を固定し,他端 に質量Mの木片をつるす。 水平方向から質量mの弾丸が速さ” で木片の中心に命中し, 弾丸は木片の中に止まり,両者一体とな って運動を始めた。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 一体となった直後の速さを求めよ。 (2) 木片はどれだけの高さまで上がるか。 最下点からの高さんを 求めよ｡ 例題 30 146,147 I m v DI M 135 動く板の上での物体の運動 右の図 のように,質量mの小物体が質量Mの大きな 板の上にのっている。 小物体と板との間の動摩 擦係数をμとし, 板と床との間の摩擦を無視する。 時刻 t=0 において, 小物体に右向 きの初速度vo を与えると, 板も同時に動き始めた。 右向きを正の向きとし、重力加速度 の大きさをg とする。 (1) 小物体が板に対して静止したときの板の速さVを求めよ。 (2) 小物体に初速度を与えてから, 小物体が板に対して静止するまでの時間tを求めよ。 例題 30 146, 147 I 小物体 m 板 Vo M ・床

この問題に関して質問です。 ・（イ）でなぜv<Vと分かるのですか？ ・（ハ）でなぜt=2πnl/Tと分かるのか ・（ハ）の運動方程式でなぜma=kVとなるのか 全てじゃなくていいので、教えて頂けると助かります。

12 2023 年度 物理 2 鉛直に固定された中心軸の周りを回転する液体中における小球の運動を調べる。液体を満た した容器の中で,中心軸上の点に、長さの細くて質量が無視できる支持棒が取り付けられて いる。 図1のように、質量mの小球が支持棒の先に固定され, 液体内で半径の円運動をする。 小球や液体の円運動を単位時間あたりの回転数で表す。 小球が液体から受ける力は、小球の速度 に平行で、小球と液体の速度が近づくように働く。 力の大きさは、液体と小球の相対速度の大き さのお倍(k>0)である。 支持棒が液体から受ける力は無視できる。液体の容器はじゅうぶんに 大きく、液体は小球の運動の影響を受けないとしてよい。 以下の問に答えよ。 液体の回転数を一定に保った実験を行う。 小球は時刻 t=0に円運動を始め, じゅうぶんに時間 が経過すると、その回転数が no で一定になったとみなせるようになった。このときの小球の角速 度は 2 と表される。 図2の曲線は,その間の小球の回転数の変化を表している。図中の破線は t=0における曲線の接線であり, 原点(0, 0) と点 (T,no) を通る。 (イ)ある瞬間の小球の速さをv, 小球の位置における液体の速さをVとする。 小球の運動方向の 加速度の大きさと,小球が支持棒から受ける中心軸方向の力の大きさ N を,それぞれm, k, V,v, l より必要なものを用いて表せ。 (ロ) 小球の回転数が no に達したとみなせるとき, VとNをそれぞれ m, l, no より必要なもの を用いて表せ。 ×(ハ) 比例係数kをm, l, no, T より必要なものを用いて表せ。 小球の回転数が no に達してからじゅうぶんに時間が経った後, 液体の回転数を一定の割合で増 加させた。 液体の回転数の増加を開始した時刻を改めてt=0 として, その後の小球の回転数の変 化を表したグラフが図3である。 時刻 t=3Tにおいて小球の回転数は2m となり, その後, 小球 の回転数の単位時間あたりの増加は一定とみなせるようになった。 t=3T の後の回転数の変化の no となる位置で縦軸と交わった。 グラフを, t<3T の範囲に伸ばすと, t=0のときに回転数が 2 X(二) 時刻 3T より後の時刻t を考える。小球の速さ”と液体の速さ V を,それぞれl, no, T, t を用いて表せ。 4回転数 no 0¹ T 液体の速さ 図2 中心軸 Ko 時間 図 1 V 支持棒 4回転数 2no mm-20 図3 (3T) 時間 t

水平方向や鉛直方向の力の式の1/√5や2/√5がどこから出てきているのか分かりません…教えてほしいです…！

47力のつりあい 図のように、長さ[m]と21〔m〕の2本の糸で質量M [kg] のおもりを水平な天井からつるした。 このとき, 2本の糸のなす角度 は90° であった。 次の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをg (センター試験改) [m/s2] とする。 □(1) 長さlの糸の張力の大きさをS〔N〕 長さ2lの糸の張力の大きさを T 〔N〕 とするとき, 水平方向と鉛直方向の力のつりあいの式を求めよ。 IS T 2 21

(2)で質問です。 イプシロンやSが書かれていない時はそのままdの変化で考えて大丈夫なのですか？

発展例題38 極板間にはたらく力 電気容量 C,極板間隔dの平行板コンデンサーがある。両極板 ⊿x には,±Q の電荷がたくわえられている。 極板間の電場は一様で あるとして,次の各問に答えよ。 +Q -Q (1) コンデンサーがたくわえている静電エネルギーを求めよ。 √(2) 極板間の距離をゆっくりと 4x引きはなしたときの静電エネルギーを求めよ。 V (3) 極板間にはたらく引力の大きさを求めよ。 指針 極板を引きはなす仕事の分だけ,コ ンデンサーの静電エネルギーは増加する。 また, 引きはなす力と極板間の引力の大きさは等しい。 解説 (1) 静電エネルギーをUとして, U= = 2C (2) 極板を引きはなした後の電気容量をCとす る。 電気容量は, 極板間隔に反比例するので、 C'= d+4x -Cとなる。 求める静電エネルギー U'は, U'= 2C' = Q°(d+4x) 2Cd ■発展問題 473 d (3) 極板を引きはなす力の大きさをFとする。 この力がする仕事 F⊿x は, 静電エネルギーの 増加分 U'-Uに等しい。 F4x=U'-U=Q24x F= Q² 2Cd 2Cd 極板間の引力の大きさは,極板を引きはなす ときに加える力の大きさFと等しい。 (1) (注) 真空の誘電率を so, 極板の面積をSとする。 C = S/d から,Cd=Sであり、力の大きさ Q2/(2Cd) はQ2/(2S) と表される。 Q, S, E は極板間隔が変化しても一定であるから,極板 間の引力は一定となる。

この問題 x=0のこの後の変位を考えたら -sinになりませんか？

第47問 正弦進行波 問1 正解 ① 位置 x, 時刻における媒質の変位をy (x, t) とする。 時刻 t=0の波形から と表せることがわかる。 図 47-1のように, 時刻 tの波形 は,時刻 t=0の波形をx軸の正の向きに Vtだけ平行移 動したものに等しいから y (x, t) = y(x - Vt, 0) という関係が成り立つ。 これより b x y(x, 0)=bsin 27- 2a である。 b y(x, t)=bsin(x-Vt) a y y π = bsin x 10 ff ( 時刻 t = 0) a Vt 2a ( 時刻 t = 0) Vt+a 図 47-1 Vt+2a 問3 3 縦波の場 図47-3の となるのは 波がない 時刻 t = 0 第48問 問1 1 時刻 t = 3₁(x となるので

124番の問題のマーカーで囲ったところの代入の途中式が分かりません。どのように計算するのか計算の仕方がよく分かりません!わかる方よろしくお願いします

解説 Aが受ける垂直抗力をN, 動摩擦力をF', 糸の張力をTとする と, A,Bが受ける力は図のように示される。 Aが受ける鉛直方向の力 のつりあいから、N=10×9.8=98Nであり、動摩擦力F' は, F'=μ'N = 0.50×98=49N となる。 A,Bのそれぞれが運動する向きを 正として、加速度をaとする。 各物体が受ける運動方向の力の成分の和 A: T-49〔N〕 B: 20×9.8-7=196-T 〔N〕 それぞれの運動方程式は、 A:10g=T-4 ...① B: 20a 196-T 2 式 ① 式 ② から、 30g=147 α=4.9m/s2 これを式①に代入してTを求めると, 10×4.9=T-49 T=98 N 124. 滑車につるした物体の運動 M-m (sinetμ'cose). 加速度: M+m (1+sino+μ'cost) Mmg_ 張力: M+m 指針糸で連結されて運動するので,物体A,Bの加速度の大きさは 等しく, 糸から受ける張力の大きさも等しい。 各物体の運動の向きを正 として, A,Bの運動方程式を立てる。 なお, Aは斜面下向きに動摩擦 力を受けている。 B: Ma=Mg-T 解説 Aが受ける垂直抗力をN, 動摩擦力を F', 糸の張力をTとする と, A,Bが受ける力は図のように示される。 Aが受ける斜面に垂直な 方向の力のつりあいから, N = mg cost であり, 動摩擦力 FV は , F' =μ'N=μ'mg cost となる。 A, Bが運動する向きをそれぞれ正とし て､加速度をα とする。 各物体が受ける運動方向の力の成分の和は, A: T-mgsind-μ'mg cost B:Mg-T それぞれの運動方程式は, Ama=T-mgsin0-μ'mgcost... ① 式 ① 式 ② から a= g (M+m)a={M-m (sind+μ'cost)}g M-m (sin0+μ'cosf) M+m これを式②に代入してTを求めると, T=M(g-α)= A (1+sin(+μ'cos0) Mmg M + m 正の向き mgsino 126. 連結された物体 解答 (1) 0.35mg (2) 加速度:0.10g, AB間の張力: 0.90mg, BC間の張力: 0.45mg 指針 (1) 動摩擦力は, 「F'=μ'N」から求められる。 (2) 各物体の運 動方程式を立てる。 BとCは,同じ大きさの動摩擦力を左向きに受ける｡ 【解説 (1) 物体Bが受ける鉛直方向の力のつりあいから,垂直抗力 したがって, 動摩擦力の大きさは 0.35mg N 8 る動 げる 10×981 DA 下向 受け を妨 る。 に平 向に A mg 度や糸 [F=" る｡ 3つ