重要問題集物理10番 なぜ、張力で、AP部分を考慮しないのか。 (2)の解説をお願いします。

|実戦 ■実戦 数学 ■実戦 数学 ■実戦! ■実戦 ■実戦! ■二次 ●多くの 収録し 詳し 1フ: 視覚 視覚 ■視覚 ■視覚 ・理科 フル ●動き スマ 10 ②力とつりあい 10. 〈斜面に置かれたロープのつりあい〉 図のように水平面と角をなすあらい斜面上に全長L, 質量 Mのロープの一部が置かれ、残りの部分が鉛直面にそって垂ら された状態で静止している。 垂らされている部分の長さをαと する。斜面とロープの間の静止摩擦係数を (≦tan0), 重力加 速度の大きさをgとする。 斜面の上端の部分は滑車のように はたらき なめらかに力が伝えられるものとする。 ロープは一 0 P 283 A B 端Aから他端Bまで太さが一様で均質であるとし, 伸びは考えない。 また, 鉛直面はなめら かであるとする。 ○○ (1) 斜面上にある部分 AP, および垂れ下がっている部分BPのロープの重さ(重力の大きさ) をそれぞれ求めよ。 ○○(2) Pにおけるロープの張力の大きさを求めよ。 /OX+(3) ロープと斜面の間の摩擦力の大きさを求めよ。 X+(4) ロープが静止しているためのαの条件を求めよ。 11. 〈斜面をもつ台にはたらく力のつりあい〉 図のように, 水平なあらい床の上に, なめらかな斜面をも つ台が置かれている。台は質量がM [kg] で,底面と斜面の なす角度は[rad〕 である。台と床との間の静止摩擦係数を とする 簡易 〔鳥取大〕 *888*** 00

高一物理の問題です。（カ）を求める時力学的エネルギーE＝Woutとなるのはどうしてですか。

イ Jの仕事をし、低温側の熱源に ある熱機関の熱効率が 0.40 であった。 この熱機関が高温側の熱源から受け取る熱量が 140000Jであるとき、この熱機関は ウ Jの熱量を放出す る必要がある。この熱機関は低温側の熱源として冷却水 5.0kg を 10℃の温度で取りこむとする。 低温側の熱源に放出した熱量のうち30%が冷却水に吸収されたとすると、冷却水は エ Cに なる。この熱機関によって得られた仕事を用いて、水平で摩擦のない平面上に静止していた質 量1.6kgの物体を、 水平面上で速さ20m/sまで加速した。 この物体が得た力学的エネルギー は オ Jである。 この仕事を行うためには、 熱機関に高温側の熱源から カ Jの熱量を与え る必要がある。

（1）の問題はどうしてQ1を求める時にC12を使って計算できるのですか？ Q1を求めるのであれば、C1×V（30V）式になるのではないですか？ そもそもコンデンサーの回路の概念的なところが間違っているかもしれないのでそこから教えて欲しいです

問題 92 電気量保存の法則 1 起電力が30Vの電池, 電気容量がそれぞれ1.0μF, 2.0μF, 3.0μFのコンデンサー C1, C2 C3 およびス イッチS1, S2からなる図のような回路がある。 は じめ, S と S2は開いており,どのコンデンサーに も電荷は蓄えられていない。 有効数字2桁で答えよ。 S₁ 30V 物理 S (1) まず, S を閉じ, 十分に時間がたった。 C1 に蓄えられる電荷は何uCか。 (2)続いて,Sを開いてからS2を閉じ、十分に時間がたった。C2に蓄えら れる電荷は何μCか。 <千葉工業大 〉 2/29 牛 がなぜしゅを用いてQを出せるイッチS2は開いたままなので,コ ンデンサーC3には電荷が蓄えられない。 ab + C1 ここでは,電池とコンデンサー C1, C2が直列に接続さ れている回路を考えよう (右図)。 コンデンサー C と C2 の合成容量を C12 〔μF] とすると, 1 1 + C12 1.0 2.0 1 30V 2.0 よって, C12= (μF) 3.0 Cに蓄えられる電荷をQ1 [C] とすると, C1 と C2を合成したコンデンサー に蓄えられる電荷と等しいので, Q1 = 2.0 x 30 = 20[μC] 3.0 ちなみに,C2に蓄えられる電荷も20μCである。 ここで,あらためて次のことを確認しておこう。 Point コンデンサーの向かい合う2枚の極板には、必ず同じ大きさで逆符 号の電荷が蓄えられる。 188 ・電位の高い方の極板 電位の低い方の極板 正の電荷 負の電荷

問5のどのグラフが適切なのかわかりません。

〈注意〉物理の受験者は、次の表に従って4題を解答してくだ 選択問題の出題内容 問題 選択問題 1,2,3, 4 解答は物理の解答用紙に記入してください。 【物理 必答問題】 1 次の文章を読み、後の各問いに答えよ。 (配点 25) 図1のように、天井に固定したなめらかに回転する軽い定滑車に糸1をかけ, 糸1の両 端に質量がともにmの小物体A,Bをそれぞれ取り付けた。 さらに, 一端に質量 2mの 小物体Cを付けた糸2の他端をBの下面に取り付け, 糸3の一端をAの下面に取り付け て他端を水平な床面に固定し、全体を静止させた。このとき,AとCは床面からの高さ がともにんの位置にあり, BはCよりだけ高い位置にあった。 ただし, 糸 1, 2, 3はすべて軽くて伸び縮みせず、 定滑車に接している部分を除いて鉛直であるものとす また,A,B,Cの大きさは無視できるものとし、重力加速度の大きさをg とする。 天井 指定滑車 糸 1 Bm h 糸21 h CmA 2m 図 1 - 2- 糸3 床面

7です。 考え方を教えてください！ よろしくお願いします🙇‍♀️

だけ長くなるか。 鉄の線膨張率をα [1/K] とする。 7 速さ 20m/sで走る質量 2.0×10℃kgの自動車がブレーキをかけて停止した。運動エ ネルギーがすべて熱に変化したとすると,その熱量Qは何Jか。 8 気体に 50Jの熱量を与えて熱したところ,気体は膨張して外部に20Jの仕事をした。 牛 内 d (1) このとき, 気体が外部からされた仕事 Wは何Jか。 (つ)このとき 気体の内部エネルギーの増加 は何か

(2)どうしてma=μ’mg-kxになるのですか？ ma=kx-μ’mgではダメなのですか？

実戦 基礎問 31 粗い水平面上の単振動 図のように、摩擦のある水平な床の上に質量m の小物体Aを置き, 自然長Lの軽いばねの一端を取 り付ける。 ばねの他端はばねが水平となるように壁 平右向きに軸をとる。 小物体Aを位置 x=xo (0<x<L) で静かに た。 小物体Aはx軸負の向きに動き出し, Aを放した時刻を0とすると、 に固定する。 また, ばねが自然長のときの小物体Aの位置をx=0とし、 まで達したところで運動の向きが反転し まで達したところで 刻t=t に位置 x=x1 の向きに運動を始め, 時刻 t=t に位置 r=I2 た。ばねのばね定数をた。重力加速度の大きさを、床と小物体の 止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ'として, 以下の問いに答えよ。 (1) 静かに放したときに小物体Aが動き出すための x の条件を求めよ。 (2)位置および時刻を求めよ。 (2) 位置におい 小物体Aの加速 m よって, α- これより 小 単振動 (の一 また、xo か (3) 単振動の (3) 時刻 t=0 から t=tの間で, 小物体Aの速さの最大値を求めよ。 (4) 小物体 (4) 位置 2 を求めよ。 4月 EE 講 Aの加速 (大阪府大 ●粗い床上の単振動 粗い床上を単振動する物体に働く動 力は、往路と復路で向きが逆向きとなり,単振動の中心が る。このことから,運動方程式をそれぞれの場合について立てて考える がある。 ●着眼点 1. 粗い床上の単振動 よって, (2) 中心は [別解] 往路復路でそれぞれ運動方程式を立てる。 でき 2. 弾性力の他に動摩擦力など一定の力が働く単振動 鉛直ばね振り子と同様に考える。(→参照p.62) 3.動摩擦力 (非保存力)が働いていても単振動の力学的エネルギー保 法則を用いることができる。 (→参照 p.68) 解説 (1) 小物体が動き出すためには, ばねの力の大きさkoが最大学 力の大きさμmgを越えていればよいから, す Xo kxo>μmg よって、 > μmg k

物理の力学問題です。 途中式を教えていただきたいです。

(2) 手の上に102gの牛肉を乗せたとき、手にかかる力を求めよ。 (3) 手の上に102gの牛肉を乗せ、その手を1.0m/s2の加速度で持ち上げているとき、手にかか る力を求めよ。

０ってどこから出てきた数字ですか？

実験 131 物体の落下による発熱② 質量 0.20kg, 比熱容量 42 43 36 0.45 J/(g・K) の鉄球を高さ10mの位置から自由落下させ,地面 と衝突させる。 この操作を50回繰り返し 鉄球の温度変化を測 定する実験を行った。 ただし, 空気抵抗は無視し, 鉄球のもつ 力学的エネルギーはすべて鉄球の温度変化に使われたとする。 また,重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 鉄球が地面と衝突する直前の運動エネルギーを求めよ。 (2) 地面と50 回衝突した後の鉄球の温度変化を求めよ。 解説を見る 丹牛説 (1) 力学的エネルギー保存の法則より, 求める運動エ ネルギーをKとすると, 0 + 0.20 x 9.8 x 10 = K + 0 よって, K = 19.6≒20 J 0.20kg 重力による位置エネルギー mgh におけるmの単位は[kg].熱量 |10m

電流と磁場の問題です。 なぜ（3）は（Va -Vb）になるのでしょうか。 解説よろしくお願いします。

閉回路 【問題6】 図のように, 紙面上に2本の十分長い金属製のレールが間隔dで平行に固定され, レール上にレールと 垂直に2本の金属棒a, bが置かれている。 それぞれの金属棒は互いに平行を保ったままでレール上をなめ らかに動くことができ, 2本のレールと2本の金属棒とで囲まれた長方形状の回路が形成される。 レールの 電気抵抗は十分小さく, 金属棒だけが電気抵抗を持っている。 したがって, 金属棒a, b がどのように動い ても回路の電気抵抗は一定で, その値をRとする。 また, レール間には, 紙面と垂直方向に磁束密度Bの 一様な磁界がかけられている。 いま、 金属棒a を一定の速さ 金属棒 b 金属棒 a® で紙面の右方向に動かし続けた。 以下の問いに答えよ。 一般に磁束密度Bの磁場中で,長さLの導線が磁場と 垂直な方向に速度で動くとvBLの誘導起電力が発生し, 電流Ⅰが流れている導線は, 磁場からIBLの力を受ける。 (1) 金属棒a を動かしたら図の方向に電流が流れた。 金属棒a を動かし始めた直後の, 46 . (3) 金属棒b が動き出し, 速さがvに達した時の, (a) 回路を流れる電流の大きさ レール をd, Va, Vo, R, B を用いて表せ。 (4) 十分時間が経過した後の 牛の向↑ 磁束密度 B レール (a) 回路を流れる電流の大きさ (c) 金属棒b の速さ をd, va, R, B を用いて, または,数値で表せ。 VB LA 電流の向き (a) 回路を流れる電流の大きさ (b) 金属棒a を動かすのに必要な力の大きさ をd, va, R, B を用いて表せ。 F=1Bd (2) 金属棒a を動かし始めた直後、金属棒b もレール上を動き出した。 左手の法則 (a) 金属棒b が動き出した方向は、金属棒a の動いている方向と同方向,逆方向のいずれか。 (b) この時、金属棒b が受けた力の大きさをd, Va, R, B を用いて表せ。 (b) 金属棒a を動かすのに必要な力の大きさ Va (b) 金属棒a を動かすのに必要な力の大きさ 1 右手の法則により上向きに力がむく d

光の干渉に関する問題です。 問4のVの向きがx方向正の向きになる理由が知りたいです。 よろしくお願いします。

次の文を読み、以下の問いに答えよ.して 身近にあるものを使って光の実験を行うため、次のA,B,Cを準備した。 A: 透明なアクリル樹脂の平板(厚み 5.0mm) を2枚重ねて留め具で固定したもの B:牛乳を少量混ぜて少し白濁させた水を入れた透明なペットボトル AMA C: レーザーポインター (波長532nmの緑色レーザー光を出す. 1nm =1×10~9 部屋を暗くしてBのペットボトルにCのレーザーポインターが発する光線を入射して みると, 液体全体が淡い緑色に光った. これは,水を白濁させている粒子によって入射し | され,いろいろな向きに進む光を生じた結果と考えられる 次に,図1のように B の光るペットボトルを A のアクリル板に映してみると,ペット ボトルの像に重なって明暗の縞(しま)模様が見えた.Aに対するBからの光の入射角と反 射角がほぼ0であるような配置で観察すると,図2に示す楕円のような形をした縞模様が 見えた.このとき,アクリル板どうしが密着するようにAを両面から指で押すと,縞模様 の位置や形に変化が生じた.アクリル板1枚だけを用いて実験した場合には縞模様は現れ なかった. B C 図 1 I 図2 cook m) このような縞模様が現れた原因として,2枚のアクリル板の間に薄い空気層があり,空 気層の厚さが場所によって変化していることが考えられる.図3のように、アクリル板1 の中を進んできた入射光は,一部が空気層との境界Iで反射され、残りの一部が空気層に 進みアクリル板2との境界Jで反射される。観測者はこれら2つの反射光の重ね合わせを 見ることになるが, 2つの反射光には経路差による位相の差が生じている.また, 空気と アクリル樹脂の屈折率はそれぞれ 1.0 と 1.5 なので イで反射するときにウ [rad] の位相の差が加わる.このように, 複数の波動が重なり合い特定の場所で強め合う (または弱め合う)現象を という.