(2)の問題です。力学的エネルギーを使って解くのはわかりましたが、なぜこのように解くのは間違えなのですか？ 垂直抗力については解説は大丈夫です

重要問題 18 鉛直面内での円運動 (その1) 図は, なめらかな水平面と, 半径がで内面がなめらかな 半円筒を,Aにおいてなめら かにつないだものを,鉛直面 内で切った断面図を表してい る。 図の左端において, ばね (k) Immo 差が つく! B 0 A 定数kのばねが,質量mの小さな物体を水平に打ち出すように設定されている。 いま, ばねを自然長からαだけ縮めて放したとする。 すると, 物体は水平面上を すべり,円筒面の内面に沿って上昇する。 ここで, ばねのエネルギーは物体のエ ネルギーに完全に変わるものとする。 重力加速度の大きさをgとして, 次の問い に答えよ。 (1) 円筒に入射するときの物体の速さを求めよ。 (2) 円筒面に沿って上昇するときの物体の速度の2乗および抗力を, 直径の他端 Bから測った角度 0, およびそれ以外の与えられた量を使って求めよ。 (3) 物体が円筒面を離れるときの cos0 を求めよ。ただし 0<< とする。 (4) 物体が円筒面を離れた後に, ちょうど円の中心を通過するようにしたい。 そ のためには,k, m, a, g, r の間には一定の関係がなければならない。 kをm, a,g,r で表せ。 〈立命館大〉

今まで物理の公式をそのまま暗記していたのですが、公式を「暗記」せず、本質的に理解して「使う」方が問題が解きやすいことに気がついたので、写真の公式がこの式になる理屈を教えてください🙏🏻量が多くて本当に申し訳ないです😿(▼等加速度、重力、弾性力の理解は出来ています👍🏻✨)

ぴーぴo=zax ぴ=2gt ▼等加速度 v=votat v=Vot+zat ▼自由落下 v=gt y=1/gt ・鉛直射 v=vo+gt y = Vot++gt² ぴーv=2gt W = mg ☆運動方程式 こっちがmgになることはない 摩擦や 3N = mg/8 動力(N) 質量(kg)x動加速度9.8~152mg. 34440 F = Kx F=ma n 最大静止摩擦 FMN Jay その一部 カ(N) 質量と加速度 夜大静止摩擦力(N) 静止摩球×重を 係数 抗力↑ 弾性力(加えたか)ばね定数のびた長さ (N) (N/m) (kg) (m/s) 木1 (m) 動摩 F=MN (N) ①動かかると? OF-mg=ma 動摩擦力動摩擦係数×垂直抗力) (N) or ②mg-Fima 水圧 Pa=png 圧力と力の違い ▼仕事と運動エネルギー 水圧(Pa) 密度と深さ×9.8 942 phg 水面からんでの圧 phg+Po 密度と深さ9.8 質量つか仕事 Fxx g かりる カ(N) 変位() 大気圧 KATI ①phgs 圧力→カにするとき 運動 1 仕事 浮力 圧力に ●かける エネルギー t 浮力(N) 流体の密度大体:98 質量(kg) (速度難順例) (1/5) (19) (1/4

(ウ)の解答の ③の式をそのまま変形して、内部気圧の密度 ρ’=βPoa/αTo としてはいけないのですか？

(1)気体の圧力P,密度p,絶対温度Tの間には,状態方程式より P=apT の関係が成り立つ。 定数 αを気体定数Rと1モルの気体の 質量 m で表せ。 (2) 熱気球がある。 風船部の体積はV[m]〕であ り,風船部内の空気 (内部空気)を除いた全体の 質量は M [kg] である。 内部空気の圧力は外気 圧に等しく,温度は自由に調節できる。 地表で の外気の圧力をPo〔Pa〕, 気温をT [K], 密度 をpo[kg/m²〕 とする。 (ア) 内部空気を加熱していくと,気球は地表に 材で V した 外気 Po, To. Po 静止したまま,温度がT [K] となった。 内部空気の密度[kg/m²] を求めよ。 ()内部空気をさらに加熱し、温度がT [K〕 より高くなると,気球は 地表より浮上する。 [T] [K] を求めよ。 気球が浮上した後, 内部空気の温度をαTo 〔K] (α>1)としたとこ ろ,気球はある高度で静止した。 そこでの外気の圧力はβPo〔Pa〕 (β<1) であった。 内部空気の密度ρ’〔kg/m3〕, および外気の密度ρ [kg/m²〕を求めよ。 (防衛大 + 大分大)

類題10の(2)教えてほしいです🙏

例題10 ヤングの実験 図のように, スリットS, と複スリット S1, S2 に波長 [m] の単色光を通すと, スクリーン上に明暗の縞ができた。 S1 と S2 は間隔が d [m] で, So から等距離 にある。 複スリットとスクリーンの距離 S₁ を1[m], スクリーンの中央0から距離x [m]の位置にある点をPとすると SPとSPの距離の差は とみなせる。 (1)隣りあう暗線の間隔 ⊿x[m] を求めよ。 (2)を大きくすると,暗線の間隔は小さくなるか,大きくなるか。 (3)dを小さくすると,暗線の間隔は小さくなるか,大きくなるか。 指針 (1) 番目の暗線の位置を x[m], m+1番目の暗線の位置を〔m〕 とすると 4x = xx (1)点Pで暗線となる条件式は,m(m = 0, 1, 2, 4x=m+1/2 2 よって x = m + …)を用いると d 点Pのすぐ外側の暗線の位置x' [m]は,①式のをm+1に置きか えた式で表されるから 1 2 4x = x′- x = m +1 + - (m + 1) 14 = 12 === -[m〕 2 d d (2) (1)より, 4x は1に比例する。 したがって 大きくなる。 (3)(1) より, 4x は dに反比例する。 したがって大きくなる。 類題10 例題10の実験について,次の問いに答えよ。 (1) 波長 6.9×10 -7mと4.6×10-7mの単色光を用いたときの暗線の間隔 をそれぞれ 4x1, 4x2 [m〕 とすると, 4x1 は x2 の何倍か。 (2) 複スリットとスクリーンの間を屈折率nの液体で満たしたとき, 暗 線の間隔は何倍になるか。 ヒント (2) 屈折率の液体中では,光の波長が変化する。 202 第3編 第2章

1番下にある問題の(1)、(2)両方の解き方を教えて欲しいです。よろしくお願いします🙇‍♀️

問3の解説で330Hzで強め合う時の経路差が波の3波長の長さに等しいと変わったのは何故ですか？教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

5 30 2023年度 物理 次の文章を読み、各問に答えよ。 東邦大 図のように、2つの円筒型の細い管ABをU字状に曲げ、隙間なく組み合わせている。 人の は固定されているが、昔は左右に移動できる。 菅A, B のどちらも,管壁の厚さは無視でき は同じであると見なせる。 菅AとBは一つの管のように連続的につながったものと考えてよい。 く。その には離れた場所に2つの小さな穴P, Q が空いている。 最初、管Bをある位置で止めておく。 TQのは 普Aだけを通る左側の経路 (PAQ)よりも. 管Bを途中で通る右側の経路 えた。なお、音の速さを330m/sとし,穴P と Qは管 B によってふさがれることはないものとする。 くしていったところ、 途中, 振動数 330 Hz と 440 Hz の時のみ、 どちらも同程度に音が最も大きく聞こ Pから音を管内に送り, Qで音を聞く。 Pでの音の振動数を300Hzから450Hzまでゆっくりと大き (PBQ)の方が長い。 P A Q B 問1Pから送る音の振動数を 450 Hzよりさらに高くしてゆくと,Qで再び音が最も大きく聞こえる のは,Pでの音の振動数が何Hz のときか a. 480 b. 510 c. 550 d. 590 e. 610 f. 660 a.0.6 b. 1.0 問2 前間のとき,PからQまでの左右の経路 (PAQ P c. 2.5 PBQ)の差は何m 「mか。 d d. 3.0 e. 6.0 f. 8.5 問3 振動数 330 Hz 440Hzの間で, Qで聞く音が最も小さくなるのは何Hzの振動数のときか。 a. 345 b. 360 c. 385 d. 400 e. 415 f. 420 問4 ここで,Pから送る音の振動数を330 Hzに固定し、管Bをゆっくり右に移動していった。 Qで 聞く音は一度小さくなり、やがてまた大きくなった。移動を始めてから最初に音が最も大きくなる のは,Bを何m右に移動させたときか。 a. 0.2 b. 0.5 c. 0.7 d. 1.0 e.1.6 f. 2.0

1つ前の質問の続きです。ワの回答は右上ら辺のところにあります。回答よろしくお願いしますm(_ _)m

gE₁ V₁₁ = k であることがわかる。 +z方向に磁束密度の大きさBの磁場を加えたとき,電子B が受けるローレンツ力は,{y軸の正} [ニの答〕の向きに大き さ qu, B 〔ハの答〕 である(図2)。 このローレンツ力によって, 電子が面{J} 〔ホの答〕 に集まる。 その結果, 面Jが負, 面 D が正に帯電し,D→Jの向きに電場Eができる。 定常状態では、この電場による 力 QE2とローレンツ力がつりあうから, すなわち 〔ロの答 ていく εS L ②は,極板の間隔がL-vet, 帯電量が Q + α2 で,その容量は = -C C2=I-vnt L-v₂t である。 qu₂B 極板 a' と h' の電荷の和は一定で -9 図2 [ヲの答〕 (Q-qì) + (−Q-q2)=-91-92 = -qN 1 + 2 = gN 0 = quBqE2 ∴. E2=vB 〔への答〕 である。 このときのDJ間の電圧は V₁ = が成り立つ。一方, コンデンサー ①の電圧は Q-91= Q-91 v2t C₁ C L 〔ワの答〕 U= Ezw= vBw ・①･･････ 〔トの答〕 であり, コンデンサー②の電圧は は となる。一方,回路を流れる電流は, 断面積 S = wd の断面を単位時間あたりに通 過する電気量に等しく 高 8p A V2 = Q+g2= C 2 Q+q2L-vzt 〔カの答〕 C L I=gnSv1 = qwdv......②.....〔チの答 と表せる。 ①,②よりを消去して, pcosfy=1- qndU V1 + V2 =V すなわち Q- + である。 コンデンサー ①と②は直列だから, その電圧の間には Q+q=& NU C₁ B= mgr C2 C gd x 〔リの答〕 I るとすると、より Mからの反射 1 1 1 の関係が得られる。 の関係が成り立つ。ここで, + = だから, CC2 C (2)極板a, hからなる間隔L, 面積Sのコンデンサーの容量は 91 = ES C = L C₁ 92 すなわち qvzt=q2(L-v2t) C2 ......④4 ...... 〔ヌの答〕 となる。 ③ ④よりαを消去して, である。 誘電体に注入されたシート状電子群を - gNに帯電した導体とみなし(図3), さらにこの導体m を導線でつないだ2 枚の極板 a', h' に置き換える (図4)。 極板 a, a' からなるコンデンサー ① は, 極板の間隔がust,帯電量が Q-9 で, その容量は 図3 -qN -q a だから 92=qN V₂t gN = m v2 L L xv₂t が得られる。 微小時間 At の間について,極板 h の電荷の変化量は、⑤より. .. ⑤...... 〔ヨの答〕 図 4 もう であり、抵抗に流れる電流は 20 Q+92 h a a h' Ia A92 qN ×2 4t L ES L C,= = 曲 C v₂t L-vet と表せる。 V₂t V₂t 〔ルの答〕 コンデンサー ① コンデンサー ② であり, 極板 h, h' からなるコンデンサー 電子群が移動できるのは誘電体の中だけだから, 電子群が面Hに到達すると Ag2 = gN L xvz4t

84番を教えて欲しいです✨ お願いします🙇‍♀️

形状問題 A cos B= cos 用いて、辺の長 径を尺とすると b 2R 知識 162 弾性力による位置エネルギー 自然の長さ60cm, ばね定数 4.0N/m のばねの全長を 80cmに伸ばしたときと, 90cm に伸ばしたときでは、弾性力による位置エネルギーの差は いくらになるか。 センサー28 ○運動エネルギーと仕事 なめらかな水平面上を左向きに速さ3.0m/sで動いていた質 40kgの台車に左向きの力を加えたところ,速さは5.0m/s になった。この力が台車に した仕事は何か。 A4 COS A a c²+ て, 2R z=b =bの二等辺三 運動エネルギーと仕事 傾きの角30°のなめらかな斜面上 を、質量 2.0kgの物体が斜面に沿って上昇している。物体が速 1.0m/s さ1.0m/sで斜面上の点Aを通過した直後,斜面に沿って大き さ15 Nの一定の力 F を加えながら斜面上方の点Bまで動かし た。重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 5.0m B A 30° (1) 物体が点Aから点Bまで上昇する間に, 力Fが物体にした仕事 W, はいくらか。 (2)この間に, 重力が物体にした仕事 W2 はいくらか。 等式が成り立 (3)この間に,垂直抗力が物体にした仕事 W3 はいくらか。 (4) 物体が点Bに達したときの速さはいくらか。 センサー 24,25,27 エネルギー ccos C r)sin' A=bsi を示せ。 ような三角形 グラブ 95 自由落下とエネルギー 小球をある高さから静か に落とした。このとき、次の小球のエネルギーと落とし てからの時間との関係を示すグラフはそれぞれどれか。 ただし, 小球を落とした高さを位置エネルギーの基準と し、地面に落下するまでの時間を考えるものとする。 (1) 運動エネルギー (2) 重力による位置エネルギー センサー 26 (1)

解説がないので、申し訳ないですが、全部解説して欲しいです、。お願いします🙇

V [先導学類 (理系傾斜) 観光デザイン学類(理系傾斜), スマート創成科学類(理系 傾斜) 数物科学類 地球社会基盤学類。 生命理工学類 理工学類, 医学類, 薬 学類 医薬科学類, 理系一括入試] 軸の方向に進む縦波 (疎密波)の変位が次の正弦波の式で表される場合を考える。 Ax+ = Asin {2x (1-景)}. Ax_ = Asin{2x(テ+景)} ここで, Ax+[m]とAx- [m] は, それぞれx軸の正の向きと負の向きに進む彼に対 応する。軸の正の向きを変位の正の方向とする。 [s]は時刻であり,x[m] は縦波 が存在しない時の媒質上の点のx座標である。 また, A[m] [s] [m]は、それ ぞれ。 振幅。 周期 波長である。 5)と(い)は, Ax, または Ax で表される縦波が進行していく様子を模式 的に示したものである。縦軸は、波が存在するときの媒質上の点の座標 す なわち、x=x+ Ax。 またはx=x+ Ax に対応し、 波長入で割った値を示 している。 横軸は時刻を周期で割った値である。 ここでは、 縦波が存在しな い時に媒質上において等間隔に選ばれた点に対応するx/入を黒丸で示し,その時 間変化を実線で結んでいる。 (あ) 2.00- 1.50- 1.00- レ 2.00 1.50- 1.00- 正の向きに進む縦波と負の向きに進む縦波の振動数が異なり、 前者が [Hz]. 後者がf_ [Hz] である場合を考える。 彼の速さは等しく [m/s] であり、 振幅も等 しくAとする。 以下の問いに答えなさい。 問4 最初に示した正弦波の式を参考に、正の向きに進む縦の式Ax を振動数 f と波の速さを用いて表しなさい。 5 振動数が異なる Ax と △x の合成波の変位を表す式を求めると 次式のよ うな形にまとめることができる。 A cosx(tax]] sin [2x (L++) {t-Bx}] α [s/m] と [s/m] を, f. とf_ および を用いて表しなさい。 必要ならば以 下の三角関数の公式を用いなさい。 a-b a+b sina + sinb=2cossin 音源による空気振動は縦波となって伝わる。 観測者の両側に、振動数の音源 A と振動数 fの音源Bがあり、 音速が』の場合を考える。 観測者と二つの音源は常 にx軸上にあるとし、観測者の位置を原点x=0にとる。 どちらの音源も観測者か ら十分に離れており,音源Aはx軸の負の側に、音源Bはx軸の正の側にある。 このとき二つの音源の間の座標の点における空気振動が問5の問題文中に示し た合成波の式で表されたとする。 fャはf よりもわずかに大きく、二つの音源が静 止している時、観測者は音の大小が周期的に繰り返されるうなりを観測した。 その 後音源Aがある一定の速度でゆっくりと移動したところ、うなりは観測されな くなった。 以下の問いに答えなさい。 0.50- 0.00- 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 t/T 5a <-9- 0.50. 0.00 20.00 0.50 1.00 1.50 2.00 t/T 1 x軸の正の向きに進む縦波を表しているのは図5aの(あ)と(い)のどちらか選 び、解答欄の選択肢に○をつけなさい。 2 波の速さをTと入を用いて表しなさい。 進む向きが反対で、 振幅 周期 波長が等しい波が重なると、 合成波は定在波と なる。 図5bは、図5aの(あ)と(い)の合成波として生じる定在波の様子を表している。 2.00 1.75 1.50. 1.25・ 11.00. 0.75. 0.50. 0.25 0.00 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 t/T 図5b 3節となる位置のx/の値を5bから読み取り全て答えなさい。 また t/T= 0.75 の時刻において, 最も密となる位置のx/入 の値と最も疎となる位 のxm/ を全て答えなさい。 それぞれ, 0.00≦x / 2.00 の範囲で答えな さい。 -10-> <-11-> 6 静止している二つの音源が観測者の位置につくる空気振動を表す式を求めな さい。 問75cの実線は、 問6で得られた式を図示したものである。 うなりの周期に 対応する時間間隔() (い) (う)から選び、 解答欄の選択肢に○をつけなさい。 また、音源が静止している時の1秒あたりのうなりの回数を求めなさい。 Ax. + Ax (税) 図5c うなりが観測されなくなったときの音源Aの移動の向きはx軸の正の向き かの向きか選び、解答欄の選択肢に○をつけなさい。 また、移動の速さを求 めなさい。 -12-

(2)iiの位相の問題について、先生が出している解答は0.50π radなのですが、どうやっても答えがπ radにしかなりません。(iの答えは、周期3.0s、波長6.0m、速さ2.0m/sです)どっちが合っているか教えていただきたいです😭よろしくお願いします。

| 次の各文章を読み, あとの問いに答えなさい。 Iの波は,波面の形を保ったまま進行する。 波面上の各点からは(ア)が出て新たな波をつく り,これが次の波面を形成する。これを(イ)の原理という。この考え方を用いると,波が障害 物の陰の部分にまで回り込む(ウ)や,異なる媒質に入射して進行方向を変える(ェ) の説明ができる。 2つ以上の波が重ね合わさると(オ)が生じ、強め合いや弱め合いが見られる。ここで重 要なのは(カ)であり,特に波が反射する場合, 固定端で反射した場合は(カ)は(キ) ずれる。 Ⅱ 光波のうち、人間が視認できる光を(ク)という。 波長によって速さが異なるため, 白色光を プリズムに通すと, (ケ)が起こり,(コ)が得られる。 太陽光の連続 (サ) の中には多くの 暗線が見られ,これを(サ)線という(図1)。 光は媒質中の微粒子によって四方に散らされる ことがあり,これを(シ)という。特に波長の短い光ほど強く散らされるため, 空が青く見える現 象や, 夕方に太陽が赤く見える現象が説明できる。 このように、 光の波長による (シ) の違いは自 然現象の色彩に大きな影響を与えている。 また, 光の振動方向が特定の向きにそろえられた状態 を(ス)という。 7.06.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 波長 (×10-7 m) 図1 (1) 各文章 I, II の空欄(ア)~(ス)に当てはまる語句や数を入れなさい。 (2) 下線部①について,ある正弦波がx軸の正の向きに進んでおり,時刻t [s]における位置x [m]で の変位y [m]は, y = 0.40 sin 2 ( 32.0-20)と表される。これについて,次の問いに答えなさい。 = = Mof1 ± 4.2.0 60 ・20 i 波の周期, 波長, 速さをそれぞれ求めなさい。 ii 位置x =3.0mにおける位相は,x=0m に比べて何rad 遅れているか。 円周率を用いて表 0.40smz (12) 0.40m Tirad しなさい。 この正弦波がx軸の負の向きに進む場合,位置x [m]での媒質の変位y [m]と時刻t [s]の関 係を表す式を求めなさい。 2TV 12. 30 TV tos2(オープン) 2