10から分からないので教えて欲しいです よろしくお願いいたします。

次の文中の 12 に入る適切な式または数値をそれぞれ解答用紙の解答欄に 記入せよ。ただし、 気体定数を R[J/(mol·K)] とする。 気体は圧縮されたり、 外部から熱を与えられたりすると, 気体の内部エネルギーが変化する。 気体に与えられた熱量をQ[J]. 気体が外部からされた仕事を W[J] とすると, 内部エネルギー の変化量AU[J]は4U= と表すことができる。この法則を熱力学第1法則という。 例えば,圧カP[Pa] を一定に保ったまま気体の体積を1V[m']からV+AVに変化させたとき 1 W = 2 となるので、4U= 3 となる。 1 mol の気体の温度を1K上げるのに必要な熱量をモル比熱という。モル比熱が C[J/(mol·K)]で n [mol] の気体の温度をT[K]からT+4Tへ上昇させるのに必要な熱量は Q = 4 となる。特に、 定積変化の場合は定積モル比熱, 定圧変化の場合は定圧モル比 熱といい,それぞれ Cy, Cp と表す。 定積変化のときは, n[mol] の理想気体に熱を与えて温度が AT上昇したとすると, W= 5 となるので、Cッを用いて4U = *6 となる。一 方,定圧変化のときは, V, TがそれぞれV+4V, T+4Tに変化したとすると, 理想気体の 状態方程式から4V= × 4T となる。さらに, 熱力学第1法則と組み合わせて、 7 Cp- Cr = 8 という関係が得られる。 次に» [mol]の理想気体の断熱変化について考える。断熱変化で P, V, TがそれぞれP+AP, V+4V, T+4Tと微小に変化したとする。 状態方程式から, 微小量の積4P4Vを無視して. と熱力学第 = nRAT となる。断熱変化なので, W= × AVとなる。従って, 2 と4U= 6 9 9 11 という関係が得 三 1法則から,4T= 10 AP 4V 12 となる。 られる。さらに、Cpと Cyの比 =yを用いて, P

この問題の(2)を教えてください

ですか。 生じる摩擦力は考えないものとします。 また, 図中の矢印は, ひもを引く力の向きを表しており, いてそれぞれ支えています。ただし、すべての道具について, 重さと, ひもや物体との間に 酸接力は考えないものとします。また, 図中の矢印は、 ひもを引く力の向きを表しており。 問3(図4)のように、A~Dの4人が, 20kgの物体を, 軽くてのびないひもと、さまざまな道具 N) 天井 定滑車 棒 支点 2m 1m 動滑車、 ひも一 支柱 ひも 物体 台 (60° 床 〈図 4)

(3)の解説の『C1の両端の電圧V1は、R2とR3による電圧降下の和 』という部分が理解できないので教えて頂きたいです。また、別の考え方でも解けるのであれば別解を教えて頂きたいです。

必解115)(コンデンサーを含む直流四) 抵抗 R,, R2, Rs,コンデンサー Cl, Ca, スイッチ Si, S2 および 電池Eからなる回路がある。R., R2, Rs の抵抗値はそれぞれ2R, 49, 68であり, Ci, Ca の電気容量はともに4uF, Eは起電力カが 12Vで内部抵抗が無視できる電池である。最初S; は開いており, S2 は閉じている。 (1) S, を閉じた瞬間に Re を流れる電流はいくらか。 (2) S, を閉じて十分時間がたったとき Re を流れる電流はいくらか。 (3) (2)のとき、C,に蓄えられた電荷はいくらか。 (4) 次に、S, とS2を同時に開き,十分時間がたった。 そのとき Cに加わる電圧はいくらか (5)(4)のとき、R,で発生する熱量はいくらか。 Ci が街の R2 光の3 らの条 こ S2 Ho R。 C2 える。 S」 "E 観測 図 ぞれ (東京重後1 2の ヒント 115〈コンデンサーを含む直流回路〉 ヒント)11 (1)「S」 を閉じた瞬間」→ コンデンサーは導線と考えてよい (2) 「S. を閉じて十分時間がたった』→ コンデンサーには電流が流れない (4) スイッチを開く前後で、 C」 と Caに蓄えられた電気量の和は保存される。 (5) スイッチを開く前後での静電エネルギーの変化量は, R.と R。 で発生する熱量に等しい。 (1) S,を閉じた瞬間には, Ci, Ca ともに電荷は0であるから C1, Ca に加わる 電圧はともに0である※Aや。よって, R2 を流れる電流を Ieとすると, E→C→R2→C2→Eの閉回路で 12=41z が成りたつ。ゆえに Ia=3A (2) 十分時間がたつと, Ci, Caには電荷がたまり, 電流が流れなくな る※B。このとき, Ri, R2, Rs には同じ大きさの電流が流れるので, これをI[A)とすると, E→R3- R2→R」→E の閉回路で を (3) 電 (4)b) (3)「Q=CV」 を用いる。 合※A Si を閉じた瞬間, 電 荷0のコンデンサーは導線と 同じ。 (1)電 用い の II 入で なる 導線 R。 12=21+4I+6I よって I=1A 1C2 (3) C」の両端の電圧 Vi は, R2 と R3による電圧降下の和だから Vi=4×1+6×1=10V よって, C」の電荷 Q. は Q=C.Vュ=4×10-6×10=4×10-5C (4) スイッチを開く前のC2の両端の電圧を Vzとすると, 前問と同様に II 導線 (2)電 I[F や※B 十分時間がたつと, コンデンサーは断線と同じ。 する V2=2×1+4×1=6V は - S, Szを同時に開いて十分時間がたつと, Ri, R2, R3 を流れる電 流は0となるので, Ci と C2に加わる電圧は同じになる※C←。これ をVとすると, 電荷が保存されるから C.V:+C2V2=(Ci+C)V 4×10-6×10+4×10-6×6=(4×10-6+4×10-6)V よって V=8V (5) S1, S2 を開く前に C., C2に蓄えられていたエネルギーWは R」 R2 てい フの I 2式 w-cv+Gw 合※ C 4μF (3)「P 十分時間がたった後に, C1, C2に蓄えられてい るエネルギー W' は Qi ラフ Q2 の組 消費 (4) 問 W' 4μF Ri. Rs で発生する熱量は, W-W'※D←であり, Ri, Ra は直列に接続され ているから, 発熱量の比は抵抗の比となる※E←。 ゆえに R」での発熱量は 一※D 減少したエネルギー が、2つの抵抗R」 と Ra で消 費される。 であ R (W-W)x- Ri+R。 の電 -(cm-a-(ccr) -(×4x10+×4x)-(伝×4×8+×x8 R」 ;X 介※E 抵抗での消費電力P は P=IV=RI? Ri+R。 (a) で 直列のときは電流Iが共通な ので,発熱量は抵抗に比例す 2 の =4μJ=4×106J 2+6 る。

(5)の電気量保存則でどうしてかかる電圧がともにEとなるんですか？

A (等号は Rーrのとき) E2 P=IV= (R+r) E2 R+2r+ R (R-+4r -の消費電力が最大になるとき 『R-=0 より P-V-RE T安+ャ RE VR R=r(QB中 このときの消費電力 Pは P=E 4r - 大第。 4CT,--5 そのときの R=r Q=CiV Q2= CzV2 T,:ER Rtr Vi+ V2=- R -E R+r -Qi+ @2=-(C,E+C»E)_1 ここで,Ci=C, Ca=4C とすると, ①, ②, @式より -CVi+4CV2=-5CE ブラフをかくときは, DAをこえないこと また、の式より V-RキャE-V これをの式に代入して-CV+4c(p8-v)--sCE る。 -E-V. R+r R R+re-V==-5CE これを解いて tp)e-9R+5rp ュ=1+5(R++) <E 5(R+r) R -E 9R+5r 4R+5r -E=- -E V2= 5(R+r) 5(R+r) 合※C Pの電位が負で P。 より低いので、は負の値 である。 R+r ゆえに,D, ②式より 4R+5r 4CE (C]#C* 9R+5r .. CE [C], Q2=ー可(R+r) Q= 5(R+r) 物理重要問題集 129 R」 4F plant to Craures y and August blow wing within the This is

(c)でどうして風を合わせた速さを余弦定理で考えないと行けないんですか？

fi(Ttve cre)- ャーf。 Up CusO (fitfA) T-Bcos0-uab。 t。 2 『-w T:Vt t27 (2m+) 2 2k JJ m) 「2R 35 r 2 2 (ror) -r 2R イマセー、4F or f-1rak -2820 af: Ptjfrapa」 t shiny, ova npgling, wax

Qの微分からQ=のところの式変形がわかりません、教えて下さい！！

0,0F) Q tR da CR このでQ:0Fり 8=C711-B 22) t CR Q A e R C7. 0 CR 2CR a rdt=@tto) -410) -0t. 0 CR to 2CR

類題7の解き方がよく分かりません

類題 7 水の入った水槽の側面に, 水面からの高さ 0.20㎜の点Pがある。Pの 例題 例 7屈折による浮き上がり が前 く光は、点Pの方向からくるように見える。水 中から空気中に進む光の入射角をi, 屈折角をr とすると,屈折の法則(> p.167(22)式)より sini _1 sinr りたつとする。 a 解図のように, Pを出て水面で屈折して観測者に届 h P P よって nsini= sinr 観測者はPのほぼ真上から見ているので,角i, h' 三 a 10 であるから、 a tan r 三 h rはきわめて小さい。図より tani h よって h'= (m) a a n. h h n sini= tan i, sinr = tanr より ほば直下の水中にある点からは, Pは水面からh'[m]の位置に見える [m]を求めよ。空気の屈折率を1とし, 水の屈折率を1.3とする。た だし,角0がきわめて小さいとき, sin0 = tan0 が成りたつとする。 15 D 全反射 光が屈折率の大きい媒質から小 い媒質へ入射する場合は, 入射 よりも屈折角のほうが大きい。 20 Op.167 脚注B つため,ある入射角in(in< 90°) 屈折角が90°になる(図 39)。 入射角 。を臨界角という。 屈折角 屈折率小 角がiす critical angle 199

コンデンサー (4)コンデンサーの静電エネルギー変化を求める際にコンデンサー極板間隔を広げるとVが増加することから3枚目の1行目の式を立てたのですが、解答にこの選択肢がなかったため、他の公式から導き出しました、 静電エネルギーが変化する際、½CV²のうちひとつのVは元々... 続きを読む

図のように, 内部抵抗の無視できる起電力Vの電池,抵抗値 Rの抵抗,電気容量 Cのコンデンサー, およびスイッチを直列につないだ回路がある。 $5 抵抗とコンデンサーの回路 165 抵抗とコンデンサーの回路 $5 *129 (12分-20点】12/3/ 抵抗(R) 電池(V)- ニコンデンサー(C) スイッチ 開1 スイッチを閉じた後しばらくすると電流が流れなくなった。このとき,コンデ ンサーに蓄えられた電気量はいくらか。 0-CV @ CV @ 1V 2 R V R 問2 問1で,電池のした仕事のうち, 一部は抵抗で発生する熱エネルギーとなり, 残りはコンデンサーに蓄えられる。スイッチを閉じる前にはコンデンサーに電荷は なかったとすると, スイッチを閉じてから電流が流れなくなるまでに抵抗で発生し た熱量はいくらか。 0-CV2 2 CV° 1 V2 2 R R 問3 スイッチを開き, コンデンサーの電荷を再びゼロにした後,抵抗値がより大き な抵抗に取り替えてスイッチを閉じた。このときの様子を表す文として最も適当な ものを一つ選べ。 0 抵抗での電圧降下が大きくなり, 充電時間が短くなった。 2 抵抗での電圧降下が大きくなり, 蓄えられる電気量が増加した。 抵抗を電流が流れにくくなり, 充電時間が長くなった。 抵抗を電流が流れにくくなり, 蓄えられる電気量が減少した。 問4 コンデンサーを充電した後に, スイッチを開いて, 平行板の間隔を2倍にした。 このとき,コンデンサーにした仕事はいくらか。 正しいものを一つ選べ。 0-cve Cy* @ o 1 /2 2 R R 問5 次に,スイッチを再び閉じた。この後の抵抗を流れる電流について正しいもの を一つ選べ。 0 電流は流れない。 2 電流は電池→抵抗→コンデンサーへ流れ, しばらくすると流れなくなる。 電流はコンデンサー→抵抗→電池へ流れ,しばらくすると流れなくなる。 電流は最初。 電池→抵抗→コンデンサーへ流れるが,しばらくすると逆に流れる。 6 電流は最初.コンデンサー→抵抗一電池へ流れるが,しばらくすると逆に流れる。 い帰合に覧

良問の風61（4）です。3枚目のピンクのマーカーを引いた部分についてなのですが、（2）の時とは内部の圧力が違うのに、等圧変化と考えて良いのですか？

61* なめらかに動く質量M[kg]のピストン を備えた断面積Sim°]の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて, ヒーターに 電流を流すことにより,,容器内の気体を加 熱することができる。/ヒーターの体積, 熱 容量は小さく,無視できる。容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がん[mol)入っている。気体定数をR [J/mol·K), 大気圧を(P.(N/m'], 重力加 速度をgm/s°]とする。 (1) 最初,ヒーターに電流を流さない状態では, 図1のように,ピスト ンの下面は容器の底から距離1[m]の位置にあった。このときの気体 の温度はどれだけか。 HP ピストン ヒーター 図1 図2 次に,ヒーターで加熱したら, ピストンは最初の位置より 上昇 した。気体の温度は(1)の何倍になっているか。また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (3)(1)の状態で, 容器の上下を反対にして鈴直にし,気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら, 図2のように,ビストンの上面は容器の底か ら1の位置で静止した。ビストンの質量M を他の量で表せ。 ※ この状態で, ヒーターにより, (2)におけるジュール熱のだけの 執を加えたら、ピストンの上面は容益の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 (名城大)

リードα　物理　Let's　try　32　（２） 問題に関する質問です 写真に緑色のラインが引いてあるとこをどのように求めたのかわかりません　なぜ周期（T）の２分の１が　バネの伸び最大となるのですか？　どなたか教えてください

2 32. N面上のばね振り子● 傾角0のなめらかな斜 面上で、ばね定数んのばねに質量mのおもりをつけ, ば ねが自然の長さとなる位置で静かにはなしたところ単振 動を始めた。重力加速度の大きさをgとする。 (1) ばねの伸びの最大値xはいくらか。 がないかS2で 「っに! 10 gcse 水X: mgxstne 0 CR!! - 2mg sino ス= gsne (2) おもりをはなしてから, ばねの伸びが初めて最大になるまでの時間 tを求め 早根動の月和でてくれを たみ屋 よ。 分 1つかの仲ルが初めて最スにカチ 万もりをはなしてカ 日時間て0月期でのさ情てする。 33. 単振り子● 図のように, 長さ 1の軽い糸に、大きさの 無視できる質量mのおもりをつけて振動させる。 おもりの最 下点を原点Oとし, 水平方向右向きにx軸をとり、重力加速度 Ssinb nScos9 の