物理の熱力学についての質問です。図11-6のIでは圧力がp0となっています。でも単原子分子の理想気体を封入する前もピストンはSの位置で不動、つまり、理想気体を封入する前に存在した気体の圧力はp0であったということになると思います。そうすると、理想気体の圧力がp0であるから、... 続きを読む

出題パターン 39 ばねつきピストン 断面積がSのシリンダーが鉛直に立ててある。 ピ ストンとシリンダーの底とは自然長がんのばねで 結ばれている。 またシリンダーの底から測って高さん ピストンw の位置にストッパーsがある。このシリンダー内に, ある量の単原子分子の理想気体を, その圧力が大気圧 ばね× と同じp になるまで封入した。 このときピストン はストッパーsの位置にあり、 絶対温度は T であっ た (状態Ⅰ)。 次に封入気体をゆっくりと加熱したところ, 温度が2T となったところ でピストンは上昇を始めた (状態ⅡI)。 さらに加熱したところ, 温度が6T となったときピストンは h だけ上昇した (状態Ⅲ)。 (1) ピストンの質量を求めよ。 重力加速度の大きさを g とする。 (2)状態Ⅰから状態Ⅱまで気体のした仕事を po, S, hで示せ。 (3)状態Ⅰから状態Ⅲまでに加えられた熱量を po, S, んで示 解答のポイント! ばねの伸びと圧力の増加分は比例するので,Ⅱ→Ⅲのか-Vグラフは直線。 解法 (1)~(3) 熱力学の解法3ステップで解く。 状態 I : po・Sh=nl Ⅱ:pSh=n_ Ⅲ: pa S.. 2 ①②をた ⑦を④に代 ① ③を辺 ⑧ ⑨を⑤ STEP2 ↑ 4po 2pol po 0 STEP STEP1 各状態のp, Vn.Tを図示する。ピストンWの質量を M, ばね 定数をとする。 AU= I I III 大気圧 PS4 k ←I PIS 上昇し Po n eeeeee 24 Sh 126 漆原の物理 熱力学 (定 はじめる = (N-POS Mg P1 n heeeeee pos (T Sh 43250 Mgd II- 2T 6T Iから 伸び 1/ h W 図 11-6 lom] [-w +5-1x( Q

物理基礎 基本例題16(2)のTを求める問題で、 答えに至るまでの途中式を教えていただきたいです！

基本例題 16 2物体の運動 定滑車に糸をかけ,その両端に質量Mとmの物体A, B をつる す。Bは地上に,Aは高さんの所にある。糸や滑車の質量を無視 し,M>m,重力加速度の大きさをgとする。 物体Aを静かには なして降下させるとき. 次の各量を求めよ。 (1) Aの加速度の大きさα (2)Aをつるしている糸1の張力の大きさT (3) 滑車をつるしている糸2の張力の大きさS 糸2 15 糸1 A M 18.0 h B m (4)Aが地面に達するまでの時間 t と,そのときのAの速さ 指針 A,Bは1本の糸でつながれているので,加速度の大きさαも糸の張力Tも等しい。 各物 体ごとに, はたらく力の合力を求め, 進行方向を正としてそれぞれ運動方程式を立てる。 解答 (1), (2) A, B にはたらく力は右図となるので,運動方程式は A: Ma=Mg-T B:ma=T-mg これより, α Tを求めると a= M+mg M-m 2Mm T= g M+m (3) 滑車には張力Sと2つの張力Tがはたらいて, つりあうので 4Mm S=2T= M+mg (4) Aが地面に達するまでに,Aはん進む。 2h 「2(M+m)h = h=/12/12より=1 Va √ (M-m)g M-m v=at より v= M+m -g 2 (M+m)h == (M-m)g V 2(M-m)gh M+m S T AT T IA a a T Mg B mg

下の例題にもあるように、重力加速度は問題文に記載されていなけれは9.8ですか？

24 位置エネルギー 止答数 /12 ★以下の問題では,ことわりのないかぎり、重力加速度の大きさを9.8m/s とする。 (位置エネルギーの)基準･･･位置エネルギーが0Jになるところ 重要 POINT 重力による位置エネルギー ことば 質量 m〔kg〕の物体がもつ重力による位置エネルギーU [J] は, g〔m/s'] : 重力加速度の大きさ U=mgh h[m] : 基準(面)からの高さ U=mgh (>0) 基準面 ある高さを 基準にとる h(>0) h(<0) 基準面 ------- U=mgh (<0) 例題 41 質量 2.0kgの物体が図の点 A,Bの位置にあるとき, 物体がもつ重力に -AO- よる位置エネルギーはそれぞれ何Jか。 有効数字2桁で求めよ。 5.0m 解 U=mghから,点A,Bでの重力による位置エネルギー UA[J], UB〔J〕は, -基準面 Ux=2.0kgx [ 9.8 ]m/sx[50]m=98J そ UB = 2.0kg× +1.0m -BO- ×[9.8]m/sex ([1.0]mm)=-19.6J-20J 基準面より低いから, 負の値をとる 答 A: 98.1 点B:-20J

物理です。 解説に出てくるVcを下回ると電球が点灯しなくなるという文の意味がわかりません、なぜそうなるのでしょうか。これはどの回路でも共通のことなのですか？ 悩んでる問題は2枚目の問3で解説は3枚目の右側です。見ずらくてすみません。

また, 2つの電球はともに電圧 なるとすると 日の操作 (a) で初めて の選択 [3] ① (b) くみ上げた正電荷を極板cと極板d に分配する。 大きく 少なく 小なく 大 小 (a) 電池の起電力により正電荷を極板cにくみ上げる。 上の考察から V2=4.5V なので イは,ウは⑤ と V = 3.0Vと る。2回目の -Vを順に →1ml 電 電位 (V) 75 V<0 起電力 Eの電池,スイッチ, 2つの電球 1,2および, 電気容量がそれぞれCi, C2の 2つのコンデンサー C, C2 を用いて,図1のような回路を組みたてた。 接地点は電位の 基準点である。 この回路において次のような操作を行った。 初め,2つのコンデンサーとも放電させ電気量が0の状態にした後, (a) スイッチを端子 a の側に入れて,電球1が点灯し、やがて消えてから十分に時間 をおく。 (b) スイッチを端子 bの側に入れて、 電球2が点灯し、やがて消えてから十分に時間 をおく。 という意味をもつ。そのため,CとC2 の電気容量が等しいときには操作 (b) において電 荷が半分ずつに分配される。 すると, 電池の起電力がE = 6.0V のとき, 極板cの電位 (一) および極板dの電位 (----) は図2のように変化していく。 E=6.0 V3 4.5 V 2 コーヒ 1 6 ●装置 続いて, ピンサ が ンラ 以下,操作 (a) を行い,続けて操作(b) を行うことをくり返す。 スイッチ 端子 a_ 「端子 b 0 30.V₁₂ 6.0+45 電球1 電球2 0 極板 c 極板 d 電池 C₁ 2 0 極板c 極板d 時間 01回目の1回目の2回目の2回目の3回目の3回目の4回目の 操作 (a) 操作 (b) 操作 (a) 操作 (b) 操作 (a) 操作 (b) 操作 (a) 図2 接地 図1 問1 上の1回目の操作 (a) を行ったとき, 電球1がコンデンサー C に及ぼす影響とし て最も適当なものを,次の①~④のうちから1つ選べ。 問2 次の文章中の空欄アに入れる図として最も適当なものを、後の選択肢のうち から1つ選べ。また, 空欄 イエに入れる数字として最も適当なものを, 電球1が点灯するとき電気エネルギーを光や熱のエネルギーに変換しているので, 電球1を接続しないほうが,十分に時間が経過した後のコンデンサー C に蓄えられ る静電エネルギーは大きくなる。 ② 電流は電球1を流れることで小さくなるため, 電球1を接続しないほうが,十分 に時間が経過した後のコンデンサー C に蓄えられる電気量は大きくなる。 ③電球1の電圧降下のため、電球1が接続されているほうが, 十分に時間が経過し た後のコンデンサー C の極板間に生じる電場は弱くなる。 スイッチを入れてから十分に時間が経過するとコンデンサー C に流れこむ電流 は0となるので, 電球1が接続されているときと接続されていないときとで,十分 に時間が経過した後のコンデンサー C の極板間電位差は同じである。 作 (a) と操作 (b)はそれぞれ, の選択肢のうちから1つずつ選べ。 ただし, 同じものをくり返し選んでもよい。 2回目の操作 (a) の間のC2 の極板間の電場のようすが電気力線を用いて図3のよう に表されるとき, 3回目の操作 (a) の間のC2 の極板間の電場のようすは図アの うに表される。 ただし, ここでは電気力線の本数が電場の強さに比例するように表 てある。 図3 極板 đ 回目の操作 (b) の後,極板cと極板dの電位は等しくなっている。 これを ると、2回目の操作 (b) の後の極板cと極板dの電位V2はV2=イウ -2-

（2）についてなのですが、この問題では氷1gの時のことを問われているので、2枚目の解説の式からまた100を割る必要はないのですか？ 解説お願いします

(2) 82.水の状態変化 る。加熱の割合は毎秒420Jである。 次の問いに有効数字2桁で 答えよ。 図は40℃の氷100gに一定の熱量 を加え続けたときの状態の変化と温度の関係を表したものであ 140 100 温度 (1) 氷, 水および水蒸気の比熱c [J/ (g・K)] をそれぞれ求めよ。 (2)0℃の氷1g が同じ温度の水に変わるのに必要な熱量 (融解熱) [g] [J/g] を求めよ。 (3) 例題28 (°C) 水と水蒸気 水蒸気 0 水 氷と水 -40 0 20 100 200 740 760 加熱時間(s) (3)100℃の水1gが同じ温度の水蒸気に変わるのに必要な熱量 (蒸発熱) q2 [J/g] を求めよ。 れた量Q[J] 水

(1)の小球の速さの問題が、解説を見ても分かりません💦 なぜ、水平面ABを基準としているのに解説の左の式が運動エネルギーが0で位置エネルギーがあるのでしょうか…?位置エネルギーは基準点の上なのでないのでは……😭 同様に右の式も球が上に上がっているはずなのに位置エネルギーがな... 続きを読む

52 第1早 物 基本例題 22 力学的エネルギー保存の法則 図のように、なめらかな水平面 ABとなめらかな 曲面 BC がつながっており,水平面の端Aにばね 定数 80 N/m の軽いばねの一端が取りつけられてい る。 ばねの他端に質量 5.0kg の小球を押しあて, ば 自然の長さ 0.70 m 0000000 ねを自然の長さから0.70m縮めてから小球を静か A 5.0kg B に放したところ,小球は右向きに動き出し,ばねが自然の長さになったときにばね から離れた。重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) ばねが自然の長さになったとき 小球の速さはいくらか。 , (2)曲面 BC 上で小球が達する最高点の, 水平面 AB からの高さはいくらか。 解答 重力による位置エネルギーの基準を水平面 AB にとる。 求める速さを [m/s] とすると, 力学的エネルギー 保存の法則から. ~+1/2×80×0.70°=1/2x5.0×0+07 2 よって,v=√16×0.702=2.8m/s (2) 最高点での小球の速さは0m/s。 求める高さを h〔m〕とすると,力学的エネルギー保存の法則から, 運動エネルギー 位置エネルギー はじめ 0 - x 80 x 0.702 2 自然の 1 長さ 2 最高点 ×5.0×v2 0 0 5.0×9.8×h

解き方教えて欲しいです

139 平面上の運動量保存則 図のように, なめら かな水平面上を, 質量 0.20kgの小球Aが速さ2.0m/s で進んできて, 静止していた質量 0.60kgの小球Bと衝 A (0.20kg) 60° 突した。 衝突後の小球 A, B の運動の向きが図のようで 2.0m/s 30° あるとき, 衝突後の小球Aの速さ' [m/s] と小球Bの 速さ vz' [m/s] を求めよ。 例題 31 B (0.60 kg) 0.20×2.0=0.20×

誘導起電力の問題です。 いつ公式のvBlが使えるかの見分けがつきません。 私はBが時間変化している時使えないと思っていました。しかし、例えば左の問題はxごとに変化していて速さがあるので実質的に時間変化しているのではと思っていたのですが、解説ではvBlを普通に使っていました。... 続きを読む

2 (50点) を行う。作品の 図1 (左) のように長方形型コイル ABCD の上辺の中点を糸につなぎ, 辺AB およ び CD が水平方向,辺 AD および BC が鉛直方向となるように天井から静かにつるし た。鉛直下向きにx軸をとり,このときの辺ABの位置を x=0 とする。また x0 の領域において紙面を裏から表へ垂直に貫く磁場がかかっており, 位置 xにお ける磁束密度の大きさは B=bx であり水平方向の位置にはよらない。 ただし, bは 正の定数であり,辺 AB および CD の長さを1,辺 AD および BC の長さをん, コイ ルの質量を m,コイルの電気抵抗をR, 重力加速度をg とする。 時刻 t = 0 において糸を静かに切ってコイルを落下させた。糸の質量や空気抵抗 は無視でき, 運動の過程でコイルが傾いたり,回転や変形をすることはないものとす る。 h t≤0 t> 0 天井 B A 0 C D XC BO x軸 図 1 B C B A D

ここの1番の問題なのですが、N＝の方のmgcosθになるのが分かりません。よろしければ解説お願いします。

基本例題 12 斜面上のつりあい 傾きの角0のなめらかな斜面の下端にばね定数の 軽いばねの一端をつけ, 他端に質量mのおもりをつけ て斜面上で静止させた。 重力加速度の大きさをg とす る。 54,55 解説動画 m (1) おもりが受ける弾性力の大きさ F, 垂直抗力の大きさNを求めよ。 (2) ばねの自然の長さからの縮みx を求めよ。 指針 重力を斜面に平行な成分, 垂直な成分に分解し, それぞれの方向のつりあいの式を立てる。 解答 (1) おもりにはたらく力は, 重力 mg, 垂直抗力 N, 弾性力Fで ある。 重力を図のように分解 して,斜面に平行な成分のつ りあいより F=mgsin0 (2)F=kx より F_mgsino x= k k 斜面に垂直な成分 のつりあいより N=mg coso 垂直抗力 N 弾性力 F mg sin mmm k mg mg cos o

(2)の解説の赤線部分がわかりません。1/2kd2乗になる理由を教えてください。

例題 6 重力と弾性力が関係する運動 (鉛直ばね振り子) じょうたん ばね定数の軽いばねの上端を固定し、下端に質量mの小球を取り 付け、自然長の位置 0で静かにはなす。 重力加速度の大きさをと する。 (1) 小球にはたらく力がつり合う位置をAとする。 Aでのばねの伸 びdを求めよ。 (2)小球が位置 Aを通過するときの速さ”を求めよ。 m (3) 自然長からのばねの伸びの最大値xを求めよ。 【解説】･･ (1) 位置 A で小球にはたらく重力mgと弾性力kdがつり合うので, kd = mg よって, d= mg k m 1k A (2) 位置 O または位置 A を位置エネルギーの基準としたとき,位置Aと位置 0の力学的 エネルギーはそれぞれ下図のようになる。 位置 Aと位置 0での力学的エネルギーは保存 されるので, 〈位置 0 を基準〉 〈位置 A を基準〉 0+0+0=1/1 -mv² +(-mgd) + kd² 0+ mgd +0 = 1½ mv²+0+1+kd² 2 位置 0 Ko=0 Uo = 0+0 位置 A 11/mv² KA=1/2 Us = -mgd+1/23kd2 m l l l l l l l l l l l l l l 位置 0 k k V Ko=0 Uo = mgd+0 l l l l l l l l l l l l l l l m -基準 位置 A KA = 1 ½ mv² m ・A UA=0+ kd² どちらの場合も”について解き,(1)の結果を代入すると, v = 2gd- kd² = m -d2 g k m k 基準 V