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数学 高校生

問題文中の「面が通過する部分の体積」とはどういうことでしょうか? 回転体の体積と違って内接円の部分を引き算しなければならないのはなぜでしょうか? 御回答よろしくお願い致します。

|基本 109 多面体を軸の周りに回転してできる立体の体積 000円 右の図のように、1辺の長さが2の正四面体を2つつなぎ 合わせた六面体がある。 この六面体を直線 PQ を軸として 回転させるとき、この六面体の面が通過する部分の体積V を求めよ。 A B 基本108 指針 「面が通過する部分の体積」 とあるから,単純にはいかない。 そこで、回転体 断面をつかむに従って考えてみよう。 回転体を ABC を含む平面で切ったときの断面は,図のように なる(Oは△ABC の重心, Mは辺BCの中点)。 したがって, 面が通過する部分は, △ABCの外接円から, △ABC の内接円を くり抜いたものと考えられる。このことを立体全体に適用する と V=(内部が通過する部分の体積) (面が通過しない部分の体積) B M A 頂点Pから △ABCに垂線 POを 下ろし 辺BCの中点をMとする。 この六面体の内部が通過する部分の 体積は,半径 OAの円を底面とし, A 線分 OP を高さとする円錐の体積 の2倍である。 C ~M 0 B 注意 問題の六面体は, す べての面が合同な正三角形 であるが, 正多面体ではな い。なぜなら, 頂点に集ま る面の数が3または4のと ころがあり,一定ではない からである。 次に,この六面体の面が通過しない 部分の体積は,半径OMの円を底面とし, 線分 OP を高さ とする円錐の体積の2倍である。 よって V=2x 2×1/2・OAOP-2×1/2 OM-OP ・・・・・ ① △ACM は 30°60° 90°の直角三角形で, AC =2より,AM=√3であり,0は △ABCの重心であるから A= 2 - AM= 2√3 3 OA=123AM= √3 OM= = AM: またOP=√PA-OA=276 これらを ①に代入して V= v=OA-OM)-OP-(+). 2.646x 2 4 1 2√6 4√6 = 3 πC 3 9 C

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物理 高校生

・物理 ピストン (ⅱ)詳しく解説お願いします🙇‍♂️

「④断面積Sのピストンが取り付けられた容器の中に、カモルの理想気体を入れる。外 気圧はP。 で内部の気体の圧力と体積はPo Voである。ピストン、容器ともに熱をよ く通し、気体の変化は等温でおこるとしよう。 Po Po S Vo +x x=0 (i) ピストンを右へ動かして位置になったときの気体の圧力変化 4P を求めよ。 Ans. 各自調べておこう。 ① (i) TB=2TA, TC=4TA, TD=2TA (ii) (ア) AU AB = - =PV 2 (iii) (7) AUBC=3P V (iv) (7) AUCD=-3PV (1) QAB=- =P.V (イ) QBc=5PV ((v) (ア) AU Vo 2 (vi) (ア) AU サイクル = 0 そこから静かに放して周期運動させよう。ピストンの質量をM,加速度をαと して位置のときの運動方程式を書け。 ただし, 1は十分小さくてVに比べてSL は無視できるとしよう。 ( 2 (vii) e= (m) ピストンの周期運動の周期Tを求めよ。 13 (ウ) WAB=0 (ウ) WBc=2PV (イ) QcD3P.Vo (ウ) WCD = 0 (イ) QDA=- P.V (ウ) WDA=-PoVo (イ) Qサイクル=P.Vo (ウ) Wサイクル=PvVo Wtotal Qin POVO 2 3 ③ (i) II 面積変化で考えて (3 三t poro (ii) II Uはどこも等し QtotalWtotal Wtotalが大きいものほどQ (iii) (7) AUAB = 0 (iv) (7) AU Bc = -PoVo A(v) (7) AU CAP.Vo 3 (イ) QAB=Qo (ウ) WAB=+Qo 5 (1) Qrc= (ウ) WBc=-1 2 3 = (イ) QCA = PoVo (5) WCA=0 (vi) e e= Qo-Povo Qo+- 2 13 P.Vo PoSt (i) AP=- Vo + SU PS2) (ii) Ma=-- X (iii) T=2π MV。 PS2 1441

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物理 高校生

・物理 交流 (2)2)の問題です 2枚目に下線したところが分からないです、どうして2Rの方には電流が流れなくなるのですか? よろしくお願いします

試問題研究■ 次の文の 必要なら同一番号を繰り返し用いてよい。 ] の中に入れるべき正しい答を,それぞれの解答群の中から選べ。 (ア E 2 1 S R 2R L (1)空気中に,単位長さあたりの巻き数nで円筒状(断面積S,長さり)に導線を巻いた ソレノイドコイルがある。1は十分長くて内部の磁場は一様とみなしてよい。μを突 気の透磁率、流れる電流をIとすると,内部の磁束密度は(ア)で与えられる。 このとき、1巻きのコイルを貫く磁束は(イ)で,ソレノイド全長でのコイルの 巻き数は(ウ) だから,ソレノイド両端に生じる誘導起電力から、このソレノ ドの自己インダクタンスLは(エ)で与えられる。 (2) 図のような抵抗値Rの抵抗1と抵抗値2Rの抵抗2, 自己インダクタンスLのコ イル、起電力Eの直流電源よりなる回路がある。 電源の内部抵抗, 回路のコイル以 外のインダクタンス, コイルと導線の抵抗は無視してよい。 最初スイッチSは開い ていて、次の1)から3) の操作を順番に行った。 電流は図の矢印の向きに流れる場合 を正として符号も正しく答えよ。このとき,以下に注意せよ。 コイルに電流が流れ ると電流に比例した磁束がコイルを貫き、磁束の変化を妨げる向きに誘導起電力が 生じる。これにより, コイルにはスイッチの開閉直後に直前の磁束の値を保つはた らきがある。 1) 時刻t=0にスイッチSを閉じた。 その直後に抵抗1を流れる電流は (オ) で,コイルを流れる電流は(カ)であった。 2) スイッチを閉じてから十分に時間が経過すると系は定常状態となり、抵抗1 を 流れる電流は(キ)で,コイルを流れる電流は(ク)となった。 3)ここで,時刻t=Tにスイッチを開いた。 その直後に抵抗2を流れる電流 は(ケ)であった。 以上の実験で,抵抗2での電圧降下の時間変化を正しく表しているのは(コ) である。図の抵抗2の矢印の向きに電流が流れているときの電圧降下を正とする。

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数学 高校生

写真の(2)の問題です(横向きになってしまいすみません) 円の半径のrがどこか分からないので教えてください🙇🏻‍♀️

基礎問 63 内接球外接球 「基礎 できな 本書で 効率よ 右図のように直円錐の底面と側面に球が内 接している。直円錐の底面の半径を6,高さ を8として,次の問いに答えよ. 8 ■入 取り 行 実 ■基 題 (1) 球の半径R を求めよ. (2)直円錐の側面と球とが接する部分は円で ある.この円の半径を求めよ. (1)(2)とも基本的な扱い方は同じです. それは ■に 精講 ① 空間図形は必要がない限りは空間図形のまま扱わない ある平面で切って, 平面図形としてとらえる (別解ⅡI) ∠ABD=0 とすると 4 tan 0= 3 だから, cos0= 3 5' sin0= 5 RAO cose より R=(8-R). .. 8R=24 よって, R=3 :.5R=24-3R (2) AO=5,OE=3だから AE=√52-32=4 △ABC∽△AEF で 相似比は 10:4, すなわち, 5:2だから,EF=1/2BC=234 次の問題点は「どんな平面で切るか?」 ですが. ②球が接しているときは (内接も外接も同様), 球の中心と接点を含むような 平面で切るのが原則です. したがって、この立体の場合, 円錐の軸を含む平面で切ればよいことになり ます.このとき,三角形とその内接円が現れるので,59" にあるように,中 心と接点を結びます。 よって、求める円の半径は1/2EF=1/2 (別解) EF=OE sin0×2 =3×13×2-24 5 よって、求める円の半径は,212EF=1/2 解答 (1) 円錐を軸を含む平面で切り、 その 断面を右図のようにおく. このとき, ABDAOE だから, AB:BD=AO OE ここで,AB=√62+82=10 BD=6, AO=8-R, OE=R :. 10:6=(8-R:R A0=8-R 10 E 109 注 このように直角三角形がたくさんあるときは,三平方の定理だけ ではなく, 三角比も有効な道具です。 (6) ポイント E 1800F RO 球が立体に接するとき, 中心と接点を含む平面で切り, 平面図形として扱う R 0 B 6 D 演習問題 63 .. 6(8-R)=10R よって, R=3 (別解Ⅰ) △ABCの面積=48 だから, AB = 10 より 1/12 (12+10+10)R=48 ∴.R=3 187 右図のように直円錐が球に内接している 円錐の底面の半径を6, 高さを8とするとき, この球の半径Rを求めよ. 第4章

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物理 高校生

(3)についてです。 「直方体は滑る前に倒れる」とありますが、どうしてそうだと分かりますか? また、直方体が滑らないための条件では静止摩擦力が張力T以上(等号もOK)ですが、なぜ「滑る前に倒れる」となると等号は含まれないのでしょうか? 御回答よろしくお願い致します。

発展例題 剛体のつりあい 発展問題 143 粗い床上 図の点A す。 点A 重さ W, 高さα, 幅6の直方体が置かれている。 b A 直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 T はじめ直立 て点Bを 水平右向きに大きさTの張力で引いた。 をとりつけ, Tを徐々に大きくすると,やが に静止していたが, a B 次の各問に答えよ。 として倒れた。 (1) 直方 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 止しているとき, 左向きにいくらの距離にあるか。 a, b, T, W を用いて表せ。 (2) 直方体が回転し始めるのは, Tがいくらをこえたときか。 -b- A (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数μは,いくらより大きくなければならないか。 指針 垂直抗力の作用点は, T=0のとき に重力の作用線上にある。 Tを大きくすると,作 用点は徐々に右側にずれていき、やがて底面から 外れたとき, 直方体は点Bを回転軸として倒れる。 解説 b T - 2 W a 式①を② に代入して、 x= (1) 垂直抗力をN. 点 Bからその作用点まで の距離をx, 静止摩擦 力をFとすると, 直方 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 の力のつりあいから, T NA (2) Tを大きくすると, 垂直抗力の作用点は右 側にずれる。 (1)のxが0になるときの張力を T, とすると, 張力がこれよりも大きくなると b T₁ 倒れるので, 0=1/27 ・a T₁=- ・W W 2a b (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつりあい から, F=T...③ F B F≤μN 静止摩擦力Fは最大摩擦力μN以下であるの で, W b N=W ... ① 2 式① ③をそれぞれ代入すると, 直方体がすべ らないためには, T≤μW 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか 5, WT ・Ta-Nx=0 ・・・② これからTがμW をこえると直方体はすべ り始める。 直方体はすべる前に倒れるので、 T,<μW b 2a b. -W<μW ">. 2a

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化学 高校生

②が正しいということを知る方法を教えてください🙇‍♀️

化学 問4 図5に示した, 半透膜で中央が仕切られた断面積8.0cmのU字管を用いて, 溶液の浸透圧に関する実験を行った。 ① 図5 (a)のように, U字管のⅠ側にある濃度のグルコース C6H12Og 水溶液(水 溶液 Aとする) 200mL を入れ, II側に純水 200mL を入れて温度を27℃に 保ったところ、図5 (b) のように, I側とⅡ側の液面の高さの差が5.0cm に なった。この実験に関する記述として誤りを含むものはどれか。 最も適当なも のを,後の①~④のうちから一つ選べ。 ただし, 用いた半透膜は水分子のみを 通し、水の蒸発は無視できるものとする。 また, 水および水溶液の密度はいず れも1.0g/cmとし, 1cmの水柱および水溶液柱がその底面におよぼす圧力 は 98 Pa とする。 12 (a) 半透膜 = 水溶液 A 純水 (b) II 5.0cm 図5 溶液の浸透圧に関する実験の様子 ① 図5(b)の状態で, 水溶液の体積は220mLである。 ②27℃での水溶液 A の浸透圧は,490 Pa より大きい。 図5(b)の状態から温度を37℃に上げても, 液面の高さの差は5.0cm の ままで変わらない。 水溶液 A の代わりに, 水溶液Aと同じモル濃度の塩化ナトリウム水溶液 を用いて, そのほかの条件はすべて同じにして実験を行ったとすると, 液面 の高さの差は5.0cmより大きくなる。 -104-

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