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物理 高校生

(ウ)の問題で L進めむごとに立方体の側面に衝突すると思うのですがなぜ1往復で1回しか衝突しないのですか?

247 気体分子の運動 一辺の長さLの立方体の容器に質 量m (kg単位) の気体分子がN個入っている。 図のように座標軸 をとるとき 以下の文中のに適当な式を入れよ。 (1) 1個の分子が図のなめらかな壁面Aに x方向の速度成分 vx で 弾性衝突したとき,分子の運動量の変化はアなので,壁 面Aに与える力積はイである。この分子は時間の間に ウ 壁面Aと衝突するので,この分子によって壁面Aが 受ける平均の力の大きさはf=エである。 24 L A (2) 全分子の速度の2乗の平均値を三平方の定理を用いて各成分の2乗の平均値で表 すと2x2+vy2+v22 であり, 等方性より全分子は平均的に2 ので,エを用いてN個の分子が, 壁面Aに与える力をを用いて表すと F=オ となる。したがって,壁面Aにはたらく圧力はp=カである。 (3)状態方程式 V =nRTとカを比較すると,分子1個の平均運動エネルギー Eはアボガドロ定数 N (物質量 n=N/Na),気体定数R, 絶対温度T を用いて表す ととなる。ここでN個の分子の質量が分子量Mo (g単位)であること を考慮すれば,キより分子の二乗平均速度は, Mo, R, T を用いて ク と表される。 例題 44259 '

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物理 高校生

高知大学の過去問です。 画像の問2の答えの出し方が分かりません。 運動量保存則と反発係数の式は立てれましたが、そこから答えにたどりつけません。どうやって解くのでしょうか。 至急教えて頂きたいです。

2023年度 高知大 1 図1に示すような。 滑らかな面 AB, CE を有する台上における物体の運動について考える。 AD 間は水平面, DE 間の形状は鉛直に直径2R[m] を有する半円である。 また, 長さ L[m] の区 BCは粗い面となっている。 はじめに 点Aにばね定数k [N/m)のばねの一端を台に固定し, 他端に質量 M [kg] の物体a を取り付け. ばねが自然長の状態で物体に接するように質量m[kg] の物体b (m <M)を置いた。 物体 a, b の大きさ, ばねの質量 空気抵抗は無視できるものとす る。また物体と物体bの間のはねかえり係数をe. 物体b と面BCの間の動摩擦係数をμ 重力加速度の大きさを〔m/s*〕とする。 このとき,計算過程を含めて、 以下の問いに答えよ。 (70点) 1.図2に示すように物体a を左に押してばねを d[m]だけ縮め、静かに手を離した。この時 物体 b に衝突する直前 (図3)の物体の速さ Vo [m/s] を 求めよ。 2. 物体が物体bに衝突した直後(図4) における それぞれの速さ V [m/s] [m/s] を求めよ。 図1 L 2R A B CD 図2 wwo KI 図3 V₁ www 3. 衝突直後に物体は AB間で単振動を始めた。 その振幅 X (m) を求めよ。 図4 V₁ 01 wwG 問1, ばねの弾性力による位置エネルギーと 運動エネルギーは等しいので Vo' = M d² Vo=dJ [m/s] 問2.物体a,bについて運動量保存則より MV=MV1+mvi 反発係数の式より、 V₁-V evo -evo=サーV1 4. 物体は回転せずに区間 BCを通過した。 区間 BCを通過後(図5)の物体bの速さ102 [m/s] を求 めよ。 図5 5. 物体b は区間DEを面から離れずに通過した (図6)。 このときに,点Eを通過する際の速さ [m/s] が満たすべき条件を示せ。 また、その条 件を満たすの最小値を求めよ。 図6 www 6. 物体bが点Eを通過する瞬間に ばねが最も伸びたとする。 そして 物体 b が水平面 AD 着したときに物体がちょうど1往復した。 そのときのkをR,M を含む形で求めよ。 問1,Vo= d [m/s] 問2、V= M-em d JE m+M (1+e)d M m+M [m/s] [m/s] 問5V3≧JOR [m/s] 12の最小値 [SgR [m/s] 問6,b=gM [N/m]

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理科 中学生

(5)の解き方を詳しくお願いします。 答えは、Xで60Ωになります。

A 【問 4】 各問いに答えなさい。 I 太郎さんは、クリスマスツリーなどに使われる飾りの電球が、豆電球から発光ダイオード (LED)に 変わったことに興味をもち、これらの性質を比べるために、次のような観察と実験を行った。 〔観察) 市販されている飾りの導線のカバーを取り除くと, 図1のように、LEDが直列につながっている部分があった。 [実験 1] ① 図2のような回路をつくった。PとQは電流計 電圧計 のいずれかである。 図 1 LED A B C 図2 +D ② 回路全体の電球に加える電圧を3.0V とし、 同じ電球を 図3のように直列に1つずつ増やしながら、 1つの電球 に加わる電圧と流れる電流の値, 電球の明るさを調べ, 表1にまとめた。 図 3 ③図2の回路で, 豆電球を豆電球型のLEDに交換し、 実験1の②と同様の操作で調べ, 表2にまとめた。 表 1 表2 回路全体の 1 (2) 3 電球の数 回路全体の 電球の数 1 (2 3 電圧(V) 3.0 1.5 1.0 電流 [A] 0.60 0.40 0.32 電圧(V〕 電流(A) 3.0 1.5 1.0 0.50 0.18 0.03 上から見た 豆電球の 上から見た 豆電球型の LEDの 明るさ 少し明るい 暗い! 非常に暗い 明るさ 非常に明るい 明るい 少し明るい 太郎さんは、 表2で、電流の値の変わり方が豆電球の場合と比べて大きいことに気づき、 LEDの性質を 調べたところ, LEDは流してもよい大きさを超えた電流を流すと寿命が短くなることを知った。 そこで 抵抗器を用いてLEDに加わる電圧と流れる電流の大きさを調整しようと、次のような実験を行った。 〔実験2〕 図4のX, Yのような回路 をつくり,電源装置の電圧を3.0V とし, LEDに電流を流した。 図 4 X LED 抵抗器 Y 電源装置 スイッチ

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