この図でNsignθが向心力になる理由を教えてください

2024年度 外部試験利用 物理 96 T さく無視できる。 図のように、車が線分 00' から角度0 ( 199 ED O<< の位置にある円周上を 2 水平面上に固定された半径の半球の内側を走行する車を考えよう。 走行面は点で 走行面を直上方から見た図である。 車の質量はmで大きさは半球の半径と比べてじゅうぶんん としている。 図1は走行面を点Oと半球の中心O' を含む鉛直面で切った断面図である。 している場合を考え、この円周を角度0のレーンと呼ぶことにする。 以下では、一定の速さを 保ちながら一定の角度0のレーンを走行できる条件について考える。 重力加速度の大きさをまと する。 次の間に答えよ。 まず,走行面と車の間に摩擦が働かず, 一定の角度のレーンを走り (イ) 車が走行面より受ける垂直抗力の大きさ N をm, 9, 0 を用いて表せ。 (口) cosb を,,eを用いて表せ。 られる場合を考える 次に、車の進行方向に対して垂直に摩擦力が働く場合を考えよう。 車を進行方向に対して と書くことができる。Fの大きさと横すべり摩擦力の大きさの最大値が等しくなる0は1つ に横すべりさせようとする力は, 重力と遠心力のうち図1の半球の接線方向を向いた力の合力 きの力であり、車の横すべりを防ぐ。 横すべり摩擦力の大きさの最大値はμを正の定数としてい である。 この力Fに対して 「横すべり摩擦力」 が働く。 横すべり摩擦力はFと同じ大きさで は2つ存在する。 このような日が2つある場合のそれぞれを 01, 02 とし, 01 < 00 < 02を満たす とする。 (ハ) 01, 02 に関して成り立つ以下の式の 1 から 4 には + またはの記号が入る。その を答えよ。 v2 gr sin by (tan 01 1F) 2μtan Or 以下では、様々なぁの値を考慮した場合を考える。 v2 gr sin 02 (tan 0.23 ) 14 14 μtan02 (二) 車の速さ”が大きくなるほど01 は大きくなるが, tan 01 はある値以上の大きさになること ○はない。この値をμを用いて表せ。 述) 工学院大 (木) (^) 「3図のように, 滑らかに動くピス モルの理想気体を封入した。 大気圧 車の速さが小さくなるほど 02 は小さくなるが, tan A2 はある値未満の大きさになること 朱神 はない。 この値をμ を用いて表せ。 (へ)どのようなぁでも横すべりしないようなのが存在するためのμの条件を不等式で表せ。 O' mi 温度T)の状態でつりあいの状態 がPになるまでゆっくりピスト さらに、ピストンに加えた 絶対温度になった状態 C- 力を減少 圧力が最初 気体の定圧モル比熱を Cp, CRから必要なものを用し 解答欄には横軸を体積 が一定であるような状態 (状態B, 状態 Cぉ。 切な位置に P2 を言 (状態Aから状態 き、変化する向 (i) 状態 Aから状態 ある部分の面積 〔解答欄 〕 圧力 P2 P ロ) 状態Bから状 ハ) 状態Bからも 二) 状態 A から ホ) 状態 Cから 水平面 2r 2T 図1 図2

ヘ解説お願いします ヘは解説にどちらのコイルも電流が増加すると磁束が正の向きに増加するとあるのですが、それなら誘導起電力が逆向きに働いてマイナスかなと思ったんですけどプラスでした。

142023年度 物理 4 図1のように, 環状の鉄心に巻き数 N1, 自己インダクタンス Lv 工学院大-S日程 巻き数 電圧は,V=Vosin(wt) である。ここで, Vo およびωは正の定数であり, V, は図1の点Bに スをMとする。 一次コイルには交流電源が接続されており、時刻において一次コイルにかかる N2, 自己インダクタンスL2の二次コイルが巻かれている。 2つのコイルのタン イルに流れる電流 および二次コイルに流れる電流I2 は, それぞれ図1の矢印の向きを正とす おり 発生する電圧を V2 とする。 ここで V2 は, 図1の点D に対する点Cの電位を表す。 一次コ 対する点Aの電位を表す。 また, 二次コイルにはスイッチSと抵抗値 Rの電気抵抗が接続されて 一部の矢印の方向を る。磁界 磁場) は鉄心の内部にのみ発生するものとし、 図1の鉄心内部の知 正の方向とする。 以下の問に答えよ。 ただし、 [I] スイッチSが開いた状態を考える。 AI AI At 句を磁界の は、電流の単位時間あたりの変化量を表す。 (イ)V1,1, Lより必要なものを用いて表せ。 At 11周期分の波形が図2に示されている。 図中のTは周期を表す。 電流 の波形の概形 として適切なものを図2の (a) ~ (d) の中から選んで答えよ。 (ハ) 問 (ロ)で選択した波形に対応した数式として適切なものを次の中から選んで答えよ。ただ Iは正の定数とする。 (a) I = Iosin (wt) (d) I1 = Iosin (wt+m) (b) I₁ = 10 sin (wt +7) (e) = Iosin (wt) [II] スイッチSが閉じた状態を考える。 V2 (c) Iv=Iosin| sin (wt - 1/2) (V1, V2 およびそれらの比を,鉄心を貫く磁束の単位時間あたりの変化 A V₁ より必要なものを用いてそれぞれ表せ。 At ,N1,N2 (ホ) 電気抵抗の消費電力の時間平均を有効数字3桁で答えよ。 ただし, Vo = 10V, L1 = 0.565H, L2=0.141H,M=0.283H,Ni=600,N2=300,R=100Ω とする。 (VV2は,自己誘導と相互誘導の両方の影響を受ける。 それぞれをI1,12, L2, M より必要なものを用いてそれぞれ表せ。 Al₁ Al₂ At At 1, 工学院大 S Jan 02 すべて まか B N₁ 鉄心 5000000 O V2R D (a) I, (b) 0 (c) 一次コイル 次コイル 1, (d) N2 図1 T/2 'T t 図2

ウのマーカー部分の式の意味がよくわかりません 教えてください、おねがいします

128 変量xのデータが, n個の実数値 X1,X2, ......, Xn であるとする。 X1,X2, の平均値をxとし,標準偏差を sx とする。 式 y=4x-2で新たな変量yと のデータ yu, yz, .....', yn を定めたとき, y1, 2,......, ynの平均値y と標準偏 差 sy をxと sx を用いて表すと, y=,sy= となる。 i=1,2,…, n に対して,x の平均値からの偏差をd=xxとする。 |di|>2sx を満たすiが2個あるとき, データの大きさんのとりうる値の範囲は である。 ただし, ウ ] は整数とする。 FRAC [関西学院大〕 185

物理についての質問です。 問題の問2からわからなくて、教えて欲しいです。

高松市方面 (紙面左方) からやってきた救急車は、周波数fのサイレンを鳴 らしながら道路を駆け抜け交差点 A を通過し、半径の正円のロータリーを 回って香川大学病院正面に患者を搬送した。 救急車は、加速減速することなく 全行程を一定の速度で走った。 音速はVとし、救急車の速度よりも10倍以 上速い。 ロータリー以外の道路は、直線ですべての交差点で直角に交わる。 道 路の幅、救急車や観測者、建物の大きさは無視できるものとする。 地図上は音 が届く範囲内にあり、地形の高低差は無く、建物や農作物による音の干渉は起 こらないものとする。 交差点 Aから医学部入口 (B) までは徒歩約 20~40秒、 農学部(C)までは徒歩約25分、うどん屋(U)までは徒歩約10分の距離にある。 問1 交差点 A で聞こえる救急車のサイレン音の周波数の最大値と最小値 たを求めよ。 人 が。 問2 地点Kで救急車が発したサイレン音が、 うどん屋(U)で聞こえるまでに 要する時間⊿t1、およびうどん屋(U)で聞こえる音の周波数を求めよ。 交 差点Tを基点に、 TU 間距離 = TK 間距離=Lとする。 [m] [1] [1] 問3 救急車が交差点Aを通過する瞬間に、 医学部入口 (B)で聞こえるサイレ ン音と農学部正門 (C) で聞こえるサイレン音ではどちらが高い音に聞こえ るか、論じて結論を導け。 問4 ロータリーの中心から距離 2 に位置する地点 D でサイレンを聞いた 時、音が最も高く聞こえる瞬間から最も低く聞こえる瞬間までの時間差 At2 を求めよ。 導出過程も記述せよ。

(3)でローレンツ力を使うとプラスの電荷もマイナスの電荷もM側に寄ってしまうと思ってしまったのですが、なぜ違くなってしまうのですか？？

直方体 (3辺の長さがα, b, c) の半 導体に図のように一様な磁束密度 Bの磁場を+2方向へかけた。 次に, +y方向に電流を流し, x方向に 発生する電位差 V (MN間)を測定 した。 種々のBの値に対する,Iと Vの関係がグラフに示してある。 BT a N -y M00 ⑥ + (g) a グラフからVをIとBの関数 として表せ。 ただし, 比例定数を α とする。 次に, αの値をグラフ XC V[V] VBの単位 〔T〕 80 B=0.64 から読み取り,有効数字2桁で単 70 位を付けて書け。 60 B=0.48 50 この関係式は次のような考察か ら導くことができる。わ 40 B=0.32 30 にな (2)電流Iの担い手が電子だとする。 20 B=0.16 10 その運動はどちら向きか。 また、 電子の電荷をe, 平均の速さを 0 I[mA] 1 2 3 4 5 6 04 個数密度をn として, I を e,v, nなどを用いて表せ。 (3) 電子は磁場から力を受けて偏在するために電場が発生する。電位 MとNとでどちらが高いか。 また, 電位差 V[V] をv, Bなど を用いて表せ。 電流の担い手が正電荷+eをもつホールの場合、電位はMとN とでどちらが高いか。 (5) αをne,c で表せ。また,nの値を有効数字2桁で求めよ。た だし,e=1.6×10-19〔C〕, c=1.0×10-4〔m〕 とする。 (工学院大)

5番の矢印を書いたところの式変化について教えてほしいです｡

158 丸 50 電磁場中の粒子 直方体 (3辺の長さが a, b, c) の半 導体に図のように一様な磁束密度 Bの磁場を +z方向へかけた。次に, Z B N +y方向に電流Iを流し, x方向に 発生する電位差V (MN間) を測定 した。 種々のBの値に対する, Iと Vの関係がグラフに示してある。 (1) グラフからVをIとBの関数 として表せ。 ただし, 比例定数を α とする。 次に, αの値をグラフ から読み取り, 有効数字2桁で単 位を付けて書け y M b. V〔mV〕 Bの単位 (T) この関係式は次のような考察か ら導くことができる。 にな (2) 電流Iの担い手が電子だとする。 その運動はどちら向きか。 また, 88503020000 B=0.64 70 60 B=0.48 40 B=0.32 B=0.16 10 -I [mA] 1 2 3 4 5 6 電子の電荷を-e, 平均の速さを 個数密度をnとして, I をe, v, n などを用いて表せ。 (3)電子は磁場から力を受けて偏在するために電場が発生する。 電位 はMとNとでどちらが高いか。 また, 電位差 V[V] を v, Bなど を用いて表せ。 (4)電流の担い手が正電荷+eをもつホールの場合、電位はMとN とでどちらが高いか。 (5)α me, c で表せ。 また, nの値を有効数字2桁で求めよ。た (工学院大) だし,e=1.6×10-19 [C], c=1.0×10-4 〔m〕 とする。 vel (1)(2)(3)~(5)★

（４）「腹で振幅は入射波の振幅の2倍となるので」の部分が分かりません。解説していただきたいです。

5.0X10 ■山が入だけ移 ーる時間は 波の基本式 「v=fa」より f=4.0 = 5.0Hz (2)定在波の節と節の間隔は入射波の半波長となるので 0.80 …… ⑤ 入を求める。 -=0.80 X- -=0.40m =0.8 (3) 固定端は定在波の節となるので、図の ように固定端 (x=1.80m) から0.40m ごとに節ができる。 よって x=0.20, 0.60, 1.00, 1.40, 1.80mの5個 (4) 腹での振幅は入射波の振幅の2倍となるので 0.30×2=0.60m 4y [m] 固定端 * [m] 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 -= 0.20s また求める周期を T [s] とすると, 入射波の周期と同じなので T=1=1 5.0 160 することで求められる。 160 (3) L.80m の位置は固定端なので節となる。 解説 移動距離 経過時間

物理基礎 なんでAはひもを引いている時に、張力は上向きになるのですか？

48 XB の値を代入して整理すると, mig [00 XA= (m,+m)g-F k₁ ・[m〕 (m,+m) g (2) (1)のx の式に,F=0 を代入して、 XA 〔m〕 k₁ 77. 力のつりあい 解答 (1)5.9×10°N (2) 2.9×10N (3) 19kg 指針 A君がひもを引くとき、 作用・反作用の法則から, A君はひも から同じ大きさで逆向きの力を受ける。 A君, 板, 体重計がそれぞれ受 ける力を図示し、つりあいの式を立てる。 なお, 糸はその両端で同じ大 きさの張力をおよぼす。 また, 板が床からはなれるとき, 板が床から受 ける垂直抗力は0となる。 つながれた物体に同じ大 きさの力をおよぼす。 小 球α,BがばねBから受 ける力の大きさは等しい 式 ③, 4, 2T3-(50+2.0+10): T3=31×9.8N.6 式⑥を式 ③に代入して N3=50×9.8-T3=5 したがって,体重計は 78. 斜面上に置か 張力 解答 解説 (1) 板が床から浮くとき, 板が床から受ける垂直抗力は0と なる。このときのひもの張力の大きさを T とする。 A君と板を一体 のものとみなすと、受ける力は,重力, 張力T, である(図a)。 力のつ(人+板)の重力 らいの式から、 --(50+10)×9.8=0 12m T=588N 5.9×102N (2) 板が床から受ける垂直抗力を0にすると, 板 を床から浮かすことができる。 このときのひもの 張力の大きさを T2, A君が板から受ける垂直抗 力の大きさを N2 とする。 A君が受ける力は, 重 力, 板からの垂直抗力 N2, ひもからの張力 T2 で ある(図b)。 また, 板が受ける力は,重力, 作用・ 反作用の関係からA君に押し返される力 N2, ひ もからの張力 T2 である(図c)。 力のつりあいの 2 -倍 ■指針 糸は,その両立 す。 物体 A, Bが受け 解説糸の張力の大 糸の張力, 垂直抗力を な方向に着目し,力の A: mg sin 30°-7 B: Mgsin 45°7 (50+10) ×9.8NV 図 a 張力 式①から, 0= T₂ 1 張力 -mg-T=0 A* 垂直抗力 N21 2 T₂ 式②から、 板の重力 人が板を 1/ 10×9.8N 【押す力 人の重力 50×9.8N 図b 人が受ける力 図c 板が受ける力 Mg-T=0 2つの式の辺々を引い

(3)について質問です 中心からの距離がr≦aの間ならOからの距離が遠いほど電気量は大きくなるので電場の向きは半径方向内向き向きをなると考えたのですが、解答では外向きだそうです。どう考えればいいのか教えてください！🙏

リード D 第21章 静電気力と電場・電位 193 372 帯電した球体がつくる電場■ 図1のような,正電荷 Q [C]に帯電した半径a [m] の導体球Aがつくる電場を考える。 クーロンの法則の比例定数をk [N·m²/C2] とする。 (1) 導体球の中心Oから距離[m] (0<r<α) 離れた点における 電場の強さを求めよ。 r (2) 導体球の中心0から距離 [m] (a<r) 離れた点における電場 の強さを求めよ。 次に、 図2のように単位体積当たりの電気量が一定の値 [C/m² a 図 1 + + + + 導体球A A+++at+ ++ + + + ++・ ++ +O++ + + + ++++ 球体B (p>0) である半径α [m] の球体Bがつくる電場を考える。図2 (3) 球体Bの中心0から距離 [m] (r≦a) 離れた点Pにおける電場の強さを求めよ。 た だし,点Pでの電場は, 0 を中心とした半径 [m] の球面の内部にある電荷がつく る電場に等しいものとする。 [17 関西学院大 改] 363 物

生産責任制について 国家に農作物を上納するとはどういうことですか？ 国家に行った農作物はどうなるんでしょうか？