・物理　ばねのうねうね虫 （3）の問題です 二枚目に赤字で疑問書いてます、読みにくくてすみません🙇 二枚目の赤字で印をつけたところまでは理解してます、よろしくお願いします

3 自然の長さが1, ばね定数がんの軽いばねの両端に, 質量 M の物体 A と質量 m の物体B をつけて, 水平で なめらかな床の上に置いた。 全体が静止した状態からA のみに右向きの速度vを与えると, AとBは振動しな がら右向きに進んだ。 A B M do o d d d d d d m (1) 重心の速さを求めよ。 (2) ばねが自然の長さのとき, 重心からBまでの距離を求めよ。 (3)Bの運動は, 重心から見たとき単振動となる。 この単振動の周期 T を求めよ。 ヒント (1) 質量 ma, mgの物体がそれぞれvA, UB の速度で運動しているときの重心 の速度はv= MAVA + MBUB となる。 A ma+mB

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

kxが上向きにはたらくのはなぜですか？下のばねに引っ張られてるから、下向きではないのですか？

42斜面とばね図のように、質量mのおもりPに, ともに自然の長さがばね定数がんと2kの軽いばね の一端を取りつけ, 傾きの角が0のなめらかな斜面上に 置いた。 次に,それぞれのばねの他端 A. B を,AB 間 k P 1,3 の長さが2となるように斜面に固定した。 小球が静止しているとき,AP 間の長さ はいくらか。 重力加速度の大きさをg とし,Pの大きさは無視できるとする。 AL000000000048 2k 50

（1）で力学的エネルギーの保存を使ったらダメなのはなんでですか？力学的エネルギーの保存測つかったらl1=l0+2mg/k（m）になって答えとは違くなります

図のように、 自然長(m), ばね定数k (N/m〕 の軽いばねが,天井から鉛直につるしてある。 ばねの下端に質量m 〔kg〕 のボールを取り付 けたところ、ばねの長さは〔m〕 となって ボールは静止した。 この状態を状態1とする。 次に,ゆっくりとボールを鉛直上向きに, ば ねの長さが自然長 〔m〕になるまで持ち上げ 静止させた。 この状態を状態2とする。 ここ で重力加速度の大きさをg〔m/s2〕 とする。 (1)を,lo,m,g, kを用いて表せ。 10000 10,000 状態1 状態2 (2)状態1から状態2までの, ばねの弾性力によるボールの位置エネルギー の変化量を,, h, kを用いて表せ。 また, 状態1から状態2までの重 力によるボールの位置エネルギーの変化量を, lo, h,m,gを用いて表せ。 (3)状態2においてボールから静かに手を放した。 ばねの長さがんになった ときのボールの速さを,m,g, kを用いて表せ。 <千葉工業)

31.(3)の考え方はわかるのですが計算で(√2-1)が出てくる意味がわかりません√はなんで外れないんですか？

[知識 31. 自由落下に要する時間 小球をん 〔m〕だけ自由落下させた。重 力加速度の大きさをg〔m/s2] とし, 小球が落下するのに要する時間 について,次の各問に答えよ。 (1) 小球がん 〔m] を落下するのに要する時間はいくらか。 (2) 小球が前半の1〔m〕を落下するのに要する時間はいくらか。 2 (3) 小球が後半の1/7 〔m〕を落下するのに要する時間はいくらか。 2 h 20.5 例題4 ●小球

（2）教えてください！！🙇🏻‍♀️

2 力学的エネルギー保存則 (p.109~114) なめらかな水平面上に置いたばね定数 32N/m 自然の長さ B のばねがある。 図のように, ばねの一端を固 定し,他端に質量 2.0kgの物体を押しつけ, 自然の長さから0.70m だけ縮めた状態から, 物体を静かにはなす。 物体はばねが自然の長さになった位置でばねから離れ, 水平 面と点Aでつながったなめらかな曲面上をすべり上がり, 水平面からの高さがん[m] の最高点Bに達した。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 ( 0.70ml h A (1)点Aでの物体の速さ vA [m/s] を求めよ。 (2) 点Bの高さん [m] を求めよ。

(3)なぜ③ではないのですか

図1に示すように,抵抗値Rの抵抗と自己インダクタンスLのコイルの直列回路 に,内部抵抗の無視できる起電力E=12Vの直流電源を接続した。 回路のスイッチS を閉じた瞬間(時刻 t=0s) から回路には図2のような電流(図1の矢印の向きを正) が流れた。この電流曲線は t=0s においてその値はI=0.0A で, 曲線の傾き4. 3.0A/sであり, 十分時間が経つと I = 1.0A とほぼ一定の値になった。 S At -が E- L 2 Se I=1.0A R 図 1 コイルの回転方向 問1 0 (時刻) S 図2 直流電源の起電力 E, 電流 I,および微小時間4tの間の電流Iの変化分AIの間 に成り立つ関係式として正しいものを一つ選べ。 ① E+L4=RI At AI At ②E E-L -=RI ③ L4-E=RI At 問2 図2の電流の時間変化からLとRを求めると,それぞれいくらか。 L= 1 H, R= 2 ① 3.0 2 04.0 ③ 6.0 ④ 8.0 ⑤ 120 90 問3 コイルの自己誘導起電力 Vと抵抗Rにかかる電圧 VR の時間変化を縦軸に,横 軸に時刻をとったグラフの組合せとして正しいものを一つ選べ。 ただし, Iの正 の向きをVの正の向きとする。 工 3 交流の数が50日の ① 10 VR210×10 VR revo☺ VR VR 114 V V 0 →t Ok →to →t0 V HMENTS の巻き数がんで,その断

物理の電磁気の範囲です。 解き方を詳しく教えていただきたいです🙏

30 磁場中の電流が受ける力 【標準・25分・32点】 図1に示すように、磁束密度Bの一様な水平方向の磁場中に, 2辺の長さがそれぞ れa,b の長方形コイルがある。 コイルは, 水平で磁場に垂直な軸を中心軸として滑 らかに回転できるようになっている。 コイルの端はそれぞれ導体円筒X,Yに接続さ れている。さらに, 導体円筒には電池と抵抗の切替スイッチ Sw がついた回路がつな がれている。 この されている。 .Sw R を求 磁束密度B K a Y N S b (2 観察者 回転軸 図 1 があらかじめ いま,スイッチ Swにより, 回路を電池側に切り替えたとき,コイルに電流I が流 れた。 問1 コイルの面が鉛直方向に対して角度0だけ傾いているとき,コイルの回転軸ま わりにはたらく力のモーメントの大きさを求めよ。 また, コイルは図中 ① ② のいずれに回転しようとするか答えよ。 次にコイルの中心軸の一端に,半径の滑車を取り付けた。 図2は観察者から見た コイルと滑車の状態である。 ただし, 滑車の質量は考えないものとする。

⑵の答えは合っているのですが、解き方が違いました。考え方は正しいですか。 また、⑶の答えが違ったのですがF=IBL=qvBとして解いたらダメな理由を教えてください。

[知識) 525. ホール効果 図のように, 3辺の長さがん, 3h, 6hの直方体の金属を水平に置き,一定の電流Iを流 して,鉛直上向きに磁束密度B の一様な磁場を加える と. ホール効果の現象が生じた。 次の各問に答えよ。 ただし,電子の電荷を -e, 金属中の単位体積あたり I B 面S 面丁 6h の電子の数をnとし, 金属中の電子は速さで運動しているものとする。 (1)電子が磁場から受ける力の大きさを求めよ。 例題44 3h (2)面Sと面Tの中央の2点間に電位差が生じた。この電位差 Vo を求めよ。また,高 電位側の面はどちらか。 (3) 電位差 V は,電流の大きさ」に比例する。Vを求めよ。 (岩手大改)

この問題の（4）のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕