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物理 高校生

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18 力学 66 力学 以下, 滑らかな水平床面上でのこととする。 80 質量 MのQにばね定数kのばねを取り付け、 質量mのPをばねに押し当てて、 自然長から! 組んだ状態にし、手をはなす。 ばねから離れた後 のPの速さを求めよ。 11/12MV2=1/2x2 「M 3mv M Pm k Q 2(m+M) k Pが点Bを通るときの,Pの速さをも 台の速さをVとすると、運動量保存則は であり,Pが左に動けば, 台は右に動く。 M ちなみに v= 2m+M) <0となる からは左へはね返っている。 2m-M 81曲面をもつ質量Mの台が水平面上で静止して いる。 曲面上の点Aに質量mの小球Pを置いて 静かに放すとき,Pが最下点Bを通るときの速 さを求めよ。 点AとBの高さの差をんとし, 摩 擦はないとする。 80 MV m m h AI M B ぜん 速さをv, Vとする。 (速度にしない のは向きが歴然としているため) 運動量保存則は mv=MV ... ① 力学的エネルギー保存則は 11/21k-1212m+1/2MV2.② mv=MV .....① 力学的エネルギー保存則は mgh= h=\/\/mv² + 1/1 MV²..... ①のVを②へ代入し、整理すると mgh=mv²(1+m) 2Mgh . v=√√m+M 最下点BではPの速度が水平(左向 き)になっているので,①が成立。途中 の位置だと, vを速度の水平成分に置き 換える必要がある。 82" 滑らかな水平面と曲面をもつ質量Mの台が 静止している。 質量mの小球Pが速さで台に 飛び乗ってきた。Pが台上最も高い位置にきたと きの台の速さを求めよ。 また, Pが上がった 高さんを求めよ。 P mo M 83" 前間でPが最高点に達した後, 台を滑り降り, 台から離れたときのPの 速さと台の速さを求めよ。 運~な則は 前=後ではないのですか? ①のVを②へ代入し 1-1m²+ m² 2M 82 =1/23m²(1+77) .. v=l kM m(m+M) この場合,「物体系はどれとどれ?」 と尋ねると、 「P と Q」 という答えが圧倒 的だ。 それでは, ばねの力が外力として 働いてしまう。それでも, ばねの力はP と Q に対して, 逆向きで同じ大きさな ので,外力の和が0ということでセーフ なのだが, 「PとQ とばね」 を物体系と とらえるとよい。 ばねの力は内力 (グル ープを構成するメンバー間の力)となっ て気にならないし, ばねには質量がない ので、運動量は常に0 で, 保存則の式に 顔を出してこない。 私は=MM+Mとしたのです。 次のページから始まる2つのHigh は,とりわけ高度な容である 「森」 へ進む段階で学べばよい。 が、これは、何が間違っていますか? m M 最も高い位置にきたかどうかは、台 上の人に判断させればよい。 その人が見 てPの速度が0になったときにあたる。 なぜなら, 動いて見えている限り,まだ 上昇中か, あるいは既に下りに入ったか のどちらかになってしまうからだ。 台上の人に対する相対速度が0だから、 Pの速度は台の速度 Vに一致している ことになる。 台の速度は水平方向だから, このときPの速度も水平でVというこ とになる。 N V ht 作用・ 反作用 N この力の水平成分が台 を右へ動かす原動力 81 水平方向には外力がないので, 水平 方向については運動量が保存する。 初め 全体が静止していたので, 全運動量は 0 水平方向には外力がないので, 運動量

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物理 高校生

19の問題です。なぜfが小さくなるとλが大きくなるって情報だけでλ‘/4=0.5+29.5と表わせるのですか?

32 波動 あと 1×5-1 114 波動 るから2度目は次図aのようになる。 15cm a 4 図b (2)基本振動になると121=1 ①,②より A'-3A において,一定で入を3倍にす るには,vMg/p を3倍にすればよい。 よって, Mは9倍の 9M (3) 一定で,振動数f" が小さくなる から, 波長入” が長くなる。 すると次の 15=4×3 より A-20cm V 340 0.2 -1700 Hz 共振は腹が2つになるはず。 =(2/2)×2 より =0.2mと単位を直すことを忘れない ように。 レ v=f"A" と, はじめのv=fx より 次の共鳴は図bのようになる。 154×5 より '=12cm 2833Hz 340 = 0.12 (別解)は3倍振動数, 'は5倍振動 数だから f'==×17002833 Hz 19 V=Sにおい て, Vが一定でを 小さくするのだから、 えが大きくなる。 し たがって, 次に起こ 29.5 cm. =0.5cm る共鳴は図のように 21 まず, 弦の振動について なる。 波長を とすると √=52,1 (46) 40.52.5 ..=120 cm 4 求める振動数f'は '=Y=342285Hz 21.2 (別解) 管の長さを一定にしたから, p114 の解の図は3倍振動に, 上図は 基本振動にあたる。 855 =285 Hz 開口端補正 4 まで含めたものが管の 長さだとみなすと, p113の「知って おくとトク」 が活きる。 20 V=fiにおいて,Vは一定でfを 増すから、入が減少していく。 すると, まずは最も波長の長い基本振動で共鳴す A B EX 細長い管の中にピストンが入れてある。 音さ を管口Aの近くで鳴らしながらピストンをA から右に引いていくと, はじめAから9.5cm の位置 B で, 次に29.5cmの位置Cで共鳴し (2)音さの振動数は何Hz か。 た。 音速を342m/s とする。 (1) 音波の波長入は何mか。 (3)開口端補正 山 は何cm か。(4) 空気の密度変化が最大の所はどこか。 解 閉管だが, 管の長さが変わっていく。 一方, 波長は一定である (f, Vが一 定だから)。 前ページの解説とは少し異 なる状況だ。 (1) 位置 Cでの定常波は図のようになり =29.5-9.5=20 BC= == ...入=40cm=0.4m (2) 音波と音さの振動数は一致するので V 342 29.5 振動数 は一致 9.5 T 2/2 B 4 開口端補正 4 弦と違って、 音さの 向きは関係しない 気柱もこので共鳴する。 最も短い管は 基本振動のときで,音波の波長をと すると v=fX', x=L V=S.AL AL 21 V p Vē LVS 22 開管では,管の長さが入/2長くなる ごとに共鳴が起こるから (閉管も同様), 19 4=20-15 ∴. 入 =10cm 2 もちろん、 その背景にはVとが一定だ (3)図より 41=4-9.5=10-9.5=0.5cm f=- -=855Hz 10.4 2 トンを引くごとに共鳴が起こっていく。 このように開口端補正があるため実験では必ず2度共鳴させる。 その後はピス 節 節 節 (4) 密度変化最大(圧力変化最大) は節の位置だ から, 位置BとC 定常波の波形は半周期ごとに図a, bのよ うに入れ替わる。 節の位置では密になったり 図a 疎になったり密度や圧力が大きく変わる。 こ れに対し腹の位置では, 変位は大きいものの, 密度変化や圧力変化はないことも知っておく とよい。 疎東 疎 図 b 矢印は変位の向き EXで,ピストンをCの位置に固定し, 音さを振動数のより低いものと取り 替える。 管と共鳴する音さの振動数はいくらか。

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数学 高校生

(4)がわかりません。2回とも違うやり方で解いてみたのですが、答え(画像3枚目)と一致しません。それぞれどこからどう間違えているのかを教えてください。

3 はじめに Aが赤玉を1個. Bが白玉を1個 Cが青玉を1個持っている。 表裏の出る確率がそれぞれの硬貨を投げ 表が出ればAとBの玉を交換し、裏が出ればBとCの玉を交換する。 という操作を考える。この操作を回 (= 1, 2, 3. くり返した後にA, B, C 赤玉を持っている確率をそれぞれ とおく。 (1) ar by y z by c」 を求めよ。 12abca da catt. (3)が奇数ならば, b. >が成り立ちが偶数ならばa, b, cx が成り立つことを示せ。 (4) 6. を求めよ。 3 (解答欄 1枚目) A (赤) B (青) (1)ai操作を1回した後にAが赤玉を もっている確率 001 (2) 赤玉をもっている人を考える。 n@e A nt1回目 au ABC B bul Chel Cutl=2/26m+/2/cm③ an これが起こるのは、BとCが玉を交換 するときであるから、 a₁ = 2 =1/2 bu B Cu C 操作を1回行った後にBが赤玉をもって いるためには、AとBが交換すれば よいから、 ± anti=1/2an+/bm ① but = 1/ant/cu ② 操作を1回行った後にCが赤玉を もっていることは起こり得ないから、 C₁ =0 (3)(ⅰ) n=1のとき ここで、AとBが玉を交換する事象をX BとCが玉を交換する事象をYとすると、 操作を2回行った後にAが赤玉を もっているためには XXまたは→Yが起こればよいので 02=(1/+112=1/2 H 操作を2回行った後にBが赤玉を もっているためには、 Y→Xが起こればよいから、 b2=1/1/1/2=1/ H 操作を2回行った後にCが赤玉を もっているためには、 XYが起こればよいから、 C2=1/2/1/2=1/ a₁ = b₁ = ½ C₁ = 0 より、n=1(奇数)のとき a,b,c,が成り立つ。 (ii) n=2のとき a2=1/21b2=C2=1/ より、n=2(偶数)のとき、 az> b2=C2が成り立つ。 (iii) n=2kgとき azk>bzk=Czk4 が成り立つとすると、 n=2kt1のとき、①~③より A24+1 == Ask + ½ bak...' bakt1= 1/art/2C2・・・②' 単元ジャンル演習 解答用紙 1/2ページ C24t=1/2b2k+1/Czk・・・③' 名古屋大学全学部 2010年度 数学1 第3問 旧帝大文系数学対策演習場 東進ハイスクール 東進衛星予備校 2/2 3(解答欄2枚目) ①②より ab2=1/2624-12/2 = 0 (4) よって、azkt1=b2k+1 ②に代入して、 THE bm1-1/2 (Cat() +12cm =Cut(m/ bute = G - Cu = bui- (2) Cuts = bute" ③に代入して、 Pentel Ain 軽く消 - Aker-Cake - Cak bur-(+) but ½ (ber (1)~) = = 1 (024 - (24) 70\ よって、ask>C2kti in=2k+1のとき (4) a2kt1=b2kt>C2k+1は成立する。 (iv) n=2ℓ-1のとき a22-1=b2e-1>C20-1⑤が 成り立つと仮定すると、 h=2ℓのとき ①~③より >= 2+ + 2 " bal = = a++ / Call ---" C2=1/2bay+/Coat ③〃 ①'@'aze-box=2/12(624-1-Czen) 20 よって、azbze -③"box-Cz=2/12 (ab1-628-) =0 (:⑤) よって、 b2x=C2 n=2ℓのとき aze>bal=Czは成立する。 (-) (ⅰ)~(iv)より、すべての自然数nにおいて、 nが奇数のときan=buCuが成り立ち、 へが偶数のときan>bm=cuが成り立つ (4) ①-③ より (証明終) anti-Cut=1/2(am-cu) 数列{an-c}は初項ar-c1/2、公比1/2の等比 数列だから、an-Ch=(1/2)man=Cut (63) bmtz-1/26mt1-1/26m=0 bmz+/bm=bmit/bu =bn-1/2bm b₂-b₁ = 0 よって、bait/bm=0 bnti=-1/2bu 数列{bo}は初項bi-/、公比-1/2 の等比数列であるから、 bm=1/2(-1/2)-1 + 単元ジャンル演習 解答用紙 2/2ページ 得点

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