（ロ）と（ハ）についてなんですけど、 （ロ）の熱力学第1法則の右辺の2RΔTの「2」って何を表しているのですか？ （ハ）では15RnΔTだけではだめで、なぜ3/2×2RnΔTと15RnΔTのふたつが必要なのかがわかりません

4. 以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。 解答中に分数が現れる場合は既約 分数で答えよ。 なお, 導出過程は示さなくてよい。 熱を通さない断熱材でできた内側の断面積Sのシリンダー容器 (以後、容器と 呼ぶ) がある。 気体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (日) (A) 図1のように容器を鉛直方向に固定し,熱を通す透熱材(熱をよく通す素材) でできた熱容量の無視できる質量 Mのピストンを容器内側の中央に設置して, Mのピストンを容器内側の中央に設置して、 ピストンの上側と下側にそれぞれ1 molずつ (合わせて2mol) の単原子分子の 理想気体を入れた。 ピストンで密封された上側と下側の理想気体の圧力、 体積 . 温度はともに等しく,その圧力をP体積をVo温度をTする。この状態 を状態1とする。 平常 左 次に状態で容器の中央に設置されていたピストンの固定を外すと、ピストン は鉛直下方にゆっくりと距離αだけ移動して静止した (図2)。 この過程におい て、ピストンで仕切られた理想気体は常に平衡状態に達しており、 ピストン上側 の理想気体の圧力はP 体積はV1で,ピストン下側の理想気体の圧力はP2 積はVであった。 この状態を状態2とする。 なお、ピストンと容器の間に摩擦 であった。 力はなく、ピストンは鉛直方向になめらかに動くことができる。 また、ピストン と容器のあいだに隙間はなく,ピストンで仕切られた理想気体は反対側に漏れ出 ることはないものとする。 平

(3)はどうして赤い字の考え方だとダメなんですか？

Ⅰ 次の文章の空欄にあてはまる数式, 図, または文章を解答群の中から選び, マーク 解答用紙の所定の場所にマークしなさい。(34点) y 0 10 m x 図1 水平方向にx軸,鉛直上向きに軸をとる。このxy面内を,大きさが無視できる [m] r 小球が運動する。 小球の質量をm[kg] とし,重力加速度の大きさをg[m/s] とする。 ひもの一端が図1の原点0に固定されていて, ひもにつながった小球が,原点0か 一定の距離 [m] を保って円運動をしている。 ひもに太さや重さはなく,空気抵抗 はないものとする。原点からみた小球の位置の方向と鉛直下向きの方向のなす角 を 0 [rad] とする。小球の速さは9によって変化し,(0) [m/s] とおく。特に, 0 = 0 における小球の速さ(0) をCMと書くことにする。小球は0の増加する方向に運動 している。 力学的エネルギー保存の法則を使うと, (1) という関係が成り立つ。 小球には重力と, ひもから受ける張力 T がはたらいている。 それらの合力のうち、 ひもに沿った方向の成分は, 向心力でなければならない。 向心力はm, v(0)に より与えられるが,その関係式は円運動が等速でなくても成り立つ。この事実を使う と、張力はT= (2) [N] と表される。 ひもがたるまずに円運動を続けるには,

線を引いたところで飛行機に対して平行な方向へ投げたら相対速度と実際の速度は変わりますか？ また最後の問いの時はY軸方向の初速度が50だからずっと50m/sということで合っていますか？

第1問 図1のように、水平な地表面上に軸と y軸を設定する。軸と軸は直交している。飛 行機がy軸の上方490mを速さ50m/sで y 軸正 の向きへ水平に飛んでいる。 この飛行機が xy 座 標の原点 0 の真上 (鉛直上方) を通過した瞬間に 小球を投げ出す場合を考える。 空気抵抗は無視で きるものとし、重力加速度の大きさを 9.8m/s2と して以下の問いに答えよ。 数値については,有効 数字2桁で答えること。 高さ490m 速さ 50m/s 図 1 → 小球を水平方向に投げ出すとする。 飛行機に対する小球の速度をある向きである大きさに したら, 小球が原点0に落下した。 (2) 問1 小球を投げ出す速度 (飛行機からみた速度)の大きさと向きを答えよ。 向きを答える には,どの軸の正負どちら向きかを答えること。 問2 小球が投げ出されてから地表に達するまでにかかる時間を求めよ。 (T) 次は,小球を飛行機に対して速さ4.9m/sでæ軸正の向きに投げ出した場合を考える。 問3 落下地点のæ, y 座標をそれぞれ求めよ。 (31) 今度は,小球を飛行機から見て真下向き (飛行機に対する相対速度が鉛直下向き)に速さ 49m/sで投げ出した場合を考える。 問4 落下地点のæ, y 座標をそれぞれ求めよ。

(7)の模範解答が(m+M)g/kになっているのですがどうしてか分からないので教えていただきたいです。 私は(M-m)g/kかと思いました。 あと、⑼の途中式も教えていただきたいです。

0000000000000000 【B】 なめらかに回転する軽い定滑車に, 軽い糸をかけ, 一端に質量mの小球 P, 他端に 質量 M(M>m)のおもり Qをつり下げた。 次に, P と床の間を, ばね定数kの軽いばねで 鉛直方向につなぎ, P, Q をつりあいの位置で静止させた。 ばねが自然の長さになるときの Pの位置を原点(x=0)として,鉛直上向きに x 軸をとる。また, 重力加速度の大きさをg とする。 (7) P, Q が静止しているときの, P の位置を求めよ。 IC m M (7)の状態からP を引き下げて静かにはなすと, P は糸がたるむことなく単振動をした。 (8) P が位置 x にあるときのPの加速度を α, 糸の張力の大きさをTとし,P, Q のそれぞれの運動方程式を示せ。 ただし,Pは鉛直上向き, Qは鉛直下向きを正とする。 (9)Pの単振動の角振動数を求めよ。 (10) 糸がたるまないためには, P をはなす位置がいくらよりも上であればよいか。

（3）についてです。 「速度が一定の場合、物体にはらたく力はつりあっている」とありますが、つりあっている場合、静止するのでは無いんですか？

質量10kgの物体に糸をつけてぶら下げ, 鉛直方向に上げ下げする。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 糸の張力Tが148N のとき, 物体の加速度α [m/s] の大きさと向 きを求めよ。 T 基 10kg (2) 物体が鉛直下向きに 2.0m/s? の加速度で下降しているときの糸の 張力の大きさ T [N] を求めよ。 mg (3) 物体が一定の速さ 4.0m/sで上昇しているときの糸の張力の大きさ T [N]を求めよ。 指針 物体にはたらく力は、重力 98Nと糸が物体を引く力の2力である。 正の向きを定めて、 運動方程式を立てる。 11 解答 (1) 鉛直上向きを正の向き とすると,「ma=F」 148N (3) 速度が一定の場合, 物体 より にはたらく力はつりあっ ている。 ▲T 10×α=148-98 よって a=5.0m/s 2 向きは鉛直上向き Ta a=0 T-98=0 98 N よってT=98N 198N 2.0m/s2 POINT (2) 鉛直下向きを正の向き とすると, ma=F」 AT 運動方程式 m より10×2.0=98-T よってT=78N a = F 質量 加速度 合 198N

(2)なんですが、どうしてV0が0になるのか教えて欲しいです。

れでよくでる 図1のように、 東日本地域で記録タイマーを用いて重力加速度の大きさを測 定する実験を行った。記録タイマーをスタンドに固定しておき、記録タイマー に記録テープをセットした。 記録テープの一端にはおもりが取り付けてある。 記録タイマーは,打点が1秒あたり50回記録されるようになっている。 手で 記録テープを持って鉛直に垂らした後、記録タイマーのスイッチを入れてか ら、記録テープから手を放し落下させた。おもりが落下し始めた時刻を0とし おもりの持つ初速をDとする。 記録テープには図2のように打点が記録され 記録テープを5打点ごとに切り取り、記録テープの短い順に, A, B, C, D, E, F. ・・・・とする。 落下させた直後では記録テープAの打点が重なるので、隣り 合う打点がはっきりと区別できる打点(記録テープBの左端) をはじめの打点 として, 方眼紙に記録テープの短い順(Aは除く) に隙間が空かないように貼 り付けて図3のようなグラフを作成した。 図3の縦軸は5cm間隔で目盛が振っ てあり、横軸は時間を示し、 図2の記録テープBの左端の打点の時刻をもと して,原点と一致させてある。 また, 図3の描かれている直線は各記録テー プの端の中点をつなぐように引いた直線である。 記録 タイマー 記録 テーブ 正 図1 A B C D 5cm 40.0~ 30.0- 24.9 図2 20.0- 10.00- D .. E 805a 2013 E 時間 〔S〕

（2）の（オ）が何度解説読んでもわかりません、下線部引いた速度の話がよくわかりません お願いします

慶應義塾大-理工 (エ) 2022年度 物理 <解答> 43 斜面上では,質点には常に斜面下向きに mgsin30°の力がはたらく。 つまり、斜面下向きに見かけの重力加速度g' =gsin 30℃ がはたらいている L T=2π = 2π g' L gsin 30° とみなせる。よって、 求める周期をTとすれば,単振り子の公式から =2π (2)(オ) 90°のときの床面に対する三角柱の速度をVとすると, x軸方向 の運動量保存則から 2 gンデンサーの観 m(-vocos 30°) = (m+M) V :.V= √√3mvo 2(m+M) 08200nie ge="part また0=0°のときの三角柱から見た質点の速度の大きさを とすると, 質点の床面に対する速度の大きさは√2+V2であるので,力学的エネル ギー保存則および①から mvo +mgLsin.30°=12m(+V)+/12MBの 2 mvo+ mgL (m + M) V2 2 (m+){ m 1 1 2 1 2mvi 2 v22=vo2+gL- (m+M) √3mvo 2 (m + 10} 3mv.2 =vo²+gL- 4(m+M) =gL+ v₂ = √9L+ に m+4M 4(m+M) m+4M 4(m+M) 2 サーの電気容量は、間隔がのコン -(+)(S)- の誘電体を挟んだコンデンサーの 2 (0) (0) (0) Vo 0+0+0 Lsin 30° ・・ L m M 30° M x 30° (カ) 摩擦力は三角柱と質点の間の内力なので,x 軸方向の運動量は保存さ れる。よって、①と同じ速度になる。 . V=17 √3mvo 2(m+M) (3) 求める三角柱の加速度の大きさをα とする。 三角柱から見るとx

2を選びましたが答えは6でした。 小物体は鉛直下向きに落下してきて衝突するのになぜ受ける力積は斜めになるのかわからないので教えてください🙇🏻 また、台車の受ける力積が水平方向になる理由も教えて欲しいです。

物理基礎です。4️⃣が分かりません😭 具体的には、 ・ばねの伸びが0.20mってどういうこと！？ 　0.10mがばねの伸びじゃないの？ ・(3)でばねの伸びが(0.20−h)mはどういう意味？です。とにかくばねの伸びあたりが特に分かりません😭　教えて下さい🙇

ばね 【4】 重力・弾性力と力学的エネルギー ばね定数 49N/m の軽い そば ばねを天井からつるし、 静 を ギ その先端に質量 0.50kg のおもりをつなぐ。 おも りをつりあいの位置から 鉛直下向きに 0.10m 引 いて、静かにはなした。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2, おもりをはな つりあい の位置 10.10m した位置を重力による位置エネルギーの基準 として、次の各問に答えよ。 ネ (1) おもりを 0.10m 引いたとき, ばねの伸び は何か。 位 おもりをつるしたときのばねの伸び x は,力の つりあいから、 可 mg=kxo 0.50×9.8=49xxo 求めるばねの伸びxは, x=0.10+0.10=0.20m Xo=0.10m (2) 静かにはなした直後の, おもりの力学的エ ネルギーは何Jか。 1 1 E=22mv2+mgh+zkx2 = 1 2 1 x 0.50 × 02 +0.50 x 9.80 + - × 49 × 0.202 =0.98J 2 (3) おもりが達する最高点は,はなした位置か ら何mの高さか 求める高さをh[m] とすると, ばねの伸びxは, x=0.20-h〔m〕 となる。 (2)を用いると, 力学的 エネルギー保存の法則から、 1 0.98 = x 0.50 × 02 + 0.50 x 9.8 x h 2 1 +x 49 x (0.20 - h)² 2 h=0, 0.20m h(h-0.20)=0 h≠0 から, h=0.20m

(2)について質問があります 伸びが、x2 + y2 - y1となっていますが、x1は引かなくていい理由を教えていただきたいです (x2 + y2 からy1を引くのは理解しています)

図に示すようにばね a ( ばね定数k, 自然長L)の一端を 天井に固定し,他端に質量m の小球Pをつるす。 さらに Pにばねb (ばね定数k, 自然長12) の一端を固定し,他端 に質量 M の小球 Q をつるす。 はじめ全体が静止している とき,ばね a,b は自然長からそれぞれx1, x2 だけ伸びて いる。 ばね a, bの質量はいずれも無視できるものとし, 重力加速度の大きさをg とする。 (1)x1, x2 を求めよ。 a PO ( **UPT 3 b Q 次に,Qを鉛直下方にゆっくり引いて静止させる。P, Qが移動した距離をそれぞれy, y2とし,このときQに加えている力の大 きさをF とする。 (2 y1,y2を求めよ。 Dito -x: 9