物理重要問題集2024 大問71番の（3）なのですが、シャルルの法則は、初期状態と状態2で一定ではないのですか。

必解 71. 〈気体の状態変化と熱効率〉 熱機関を利用して上昇, 下降するエレベータの 熱効率を求めよう。 図1のように大気中で鉛直に 立てられている底面積S〔m²〕 の円柱形のシリン ダーに質量 Mo〔kg〕のなめらかに動くピストンが ついており,中に単原子分子理想気体が封じこめ られている。 図1のようにピストンの可動範囲は ho〔m〕からん 〔m〕 までである。 重力加速度の大き さを g〔m/s2] とする。 物体 M [kg] ピストン Mo〔kg]- h [m] ho[m] 初期状態 単原子分子 理想気体 状態 2 図1 初期状態は,気体の温度が外部の温度と同じ To [K], 気体の圧力』が大気圧と同じPo〔Pa〕, ピストンの高さがん。 〔m〕である。まず、ピ ストンの上に質量 M[kg] の物体を乗せ、シリンダー内の気体に熱を与える。 しばらく静止 し続けた後, ピストンが動きだした。 この動きだしたときの状態を状態1とよぶ。 さらに熱し続けるとゆっくりとピストンは上昇し,高さがん 〔m〕 に達した。 このときの状 態を状態2とよぶ。状態2になった瞬間に物体をピストンから降ろすとともに熱を与えるの をやめた。ピストンはしばらく静止し続けたが,やがてゆっくりと下降し,高さがん [m] となったところで静止した。 さらに時間がたつとシリンダー内の気体の温度がT [K] にな ったところで初期状態にもどり、この熱機関はサイクルをなす。 (1)状態1のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 [Pa] (2) 初期状態から状態までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (3)状態2のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (4) 状態1から状態2までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (5) 気体の体積をVとするとき,このサイクルのV図を図2にかけ。 (6) このサイクルで熱機関が外にした仕事を求めよ。 (7) このサイクルの熱効率を求めよ。 0 V[m³] 図2 (8)M=2Mo, Mo= PoS =2h の場合の熱効率の値を求めよ。 [12 弘前大〕

リードαの代わりになる問題集ってありますか？ どうしても解説が分かりにくいと感じてしまい、やっては止まってを繰り返してしまいます。 解説が丁寧な問題集が良いです。

⑷でどうしてX軸方向の運動方程式しか成り立たないのか、Ｙ軸方向のことは考えないのかというのと、 どうして重心で考えているのかがよくわかりません

34円運動 万有引力 ◇47. 〈半円形状の面にそった円運動〉 図のように, 半径Rの半円形のなめらかな面を もつ質量Mの台が水平でなめらかな床面上に固 定されている。 半円形の端点Aから質量mの小 A m 0 R 0 物体を静かにはなす。小物体の位置を,小物体とRsing 円の中心を結ぶ線分と水平線 OA がなす角度 0. 0で表す。 また、床面には水平方向右向きにx軸 をとり、半円形の最下点の位置を x=0 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) 小物体が角度0の位置を通過するときの速さ」 を求めよ。 M x 0 (2) このときの小物体が台から受ける垂直抗力の大きさ N と, 台が床面から受ける垂直抗力 の大きさFを,R, M, m, sine, gの中から必要なものを用いて表せ。 また, 横軸に角度 0,縦軸にNとFをとり, Nは実線, Fは破線としてグラフをかけ。 グラフでは, とし、適切な目盛りを振ること。 次に,台の固定を外して小物体をAから静かにはなす。 M = =4 m >+ (3) 小物体が角度の位置を通過するときの速さと,台の速さ Vを,R, M, m, sin 0, X gの中から必要なものを用いて表せ。 このときの小物体の水平方向の位置 x2 と, 半円形の最下点の水平方向の位置 X を R, M, m, cose を用いて表せ。 〔23 電気通信大] 必解 48. 〈ケプラーの法則〉

この問題が全て分かりません。 わかる方がいたら教えてください🙇🏻‍♀️՞

XⅢ. 問題集37改 図のように, 小物体を水平面から斜め 上方垂直に打ち上げたところ, 小物体が 最高点に達した瞬間に2個の小物体P, Qに分裂した。 P, Qはそれぞれ水平よ りも30° 上下に分裂し, 分裂直後のP, Qの速さは等しかった。 Pは分裂後から 時間 T後に水平面上に落下し, Qは分裂 から時間 2 T後に水平面に落下した。 重 力加速度の大きさをgとする。 (1) 打ち上げられた物体が分裂したと きの水平面からの高さをhをg および T を用いて表せ。 Q A P h 30° 30° H (2) Qが到達した最高の高さHは水平面からいくらか g およびTを用いて表せ。 (3) P及びQが水平面上に落下した時の距離の差LをgおよびTを用いて表せ。

（1）の解説に疑問があります。 Li0.4CoO2にはOが2個あるのに、青線部では2が掛けられていないです。モル質量を求める式を解いてみたのですが等号が成立しません。これは問題集の表記漏れですかね、、？

350. 実用リチウムイオン電池 満充電の状態の電池から一定の電流を何時間取り出すこ とができるかを示す量を放電容量といい, 1mAの電流を1時間取り出すことができる 放電容量は1mAh である。 リチウムイオン電池は,放電容量の大きな二次電池であり, 正極活物質には, コバルト酸リチウム LiCoO2 の結晶中から一部の Li+ が脱離した Lit-xCoO2(0<x<0.5) が用いられている。 リチウムイオン電池を放電・充電すると,正 極では,次の変化がおこる。 正極: Lit-x CoO2+xLi++xe- 放電 `充電 LiCoO20H 09H 実用リチウムイオン電池では、満充電の状態でもxが0.5より大きくならないように つくられている。 これを超えて過充電を行うと, Li+ が脱離しすぎることにより, Lix CoO2がO2 の発生を伴い LiCoO2 と Co3O4 へと分解し,放電容量が減少してし まう。いま, 0.25mol の Lix CoO2 を正極活物質とした, 電圧 3.7V, 放電容量が 2500mAh の実用リチウムイオン電池をLix CoO2のx=0の状態からxが最大になる まで充電した後, 8.00 ×10 -1Aの一定電流で2時間放電した。 Ha (S) (1) 下線部①で, Li-xCoO2 が Lio.4 CoO2 のときの分解反応の化学反応式を示せ。 また, 10.0g の Lio.4CoO2 の30%が分解するとき, 発生するO2 の物質量を有効数字2桁で示せ。 (2) 下線部②の電池の正極活物質 Li CoO2 がとる最大のxを有効数字2桁で示せ。 -x (3) 下線部③ のとき, 正極に取り込んだ Li+ の物質量を有効数字2桁で示せ。 (4)現在,各航空会社では, ワット時定格量160Wh を超えるモバイルバッテリーの飛 行機内のもち込みを禁止している。 下線部②の電池8つを並列につないだモバイルバ ッテリーMのワット時定格量 〔Wh] を求め, M を機内にもち込めるかを判断せよ。た だしワット時定格量 〔Wh] =電力 [W] × 時間 [h], 電力 〔W〕 =電流 [A] ×電圧[V] で 100H (21 大阪大 改) ある。

(3)の運動エネルギーの総和の問題で、なぜ2枚目のように解いてはいけないのですか。A,B,C,D全て同じ速さだと思うのですが...

必解 30. <あらい板上の物体の運動〉 物体 D (2m) 物体A(2m) 物体B(3m) 机 物体 C (m) 図のように, 水平な机の上に直方体の物体Aを置 その上に直方体の物体Bをのせる。 Bには物体 Cが, Aには物体Dが,それぞれ糸でつながれてお り,CとDは, 机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, Dの質量は,そ れぞれ, 2m〔kg〕, 3m[kg], m 〔kg〕, 2m [kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが, AとBとの間には摩擦力がはたらく。 初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき, 静かに手をはなして運動のようすを観測する。 運動は紙 面内に限られるものとし, また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。滑車はなめらかで軽く, 糸は軽くて伸び縮みせず、たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさをg 〔m/s'] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに,Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2)このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3)Dがん 〔m〕だけ落下したときの, A, B, C, D の運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで, Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の, AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5)Dがんだけ落下したときの, A, B, C,D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に,Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。ただし、このときのAとBの間 の動摩擦係数を1/3として、次の問いに答えよ。

重要問題集　物理　71 問題を解く上では必要がないのかもしれませんが、どうしても初期状態でのピストンにかかる力のつり合いが気になります。 自分で立てた式では、 P0S=M0g+P0S となってしまい、M0が0になってしまいます。 そもそも大気圧がかかる面積... 続きを読む

(火) 54 ⑨ 気体分子の運動と状態変化 必解 71. 〈気体の状態変化と熱効率〉 熱機関を利用して上昇, 下降するエレベータの 物体 M [kg] 熱効率を求めよう。 図1のように大気中で鉛直にピストン Mo[kg]- 立てられている底面積 S〔m²〕 の円柱形のシリン ダーに質量 Mo [kg] のなめらかに動くピストンが ついており,中に単原子分子理想気体が封じこめ られている。 図1のようにピストンの可動範囲は ho 〔m〕 からん 〔m〕 までである。 重力加速度の大き さを g[m/s] とする。 初期状態は,気体の温度が外部の温度と同じ h[m] ho〔m〕 初期状態単原子分子 状態 2 理想気体 図 1 To [K], 気体の圧力が大気圧と同じPo [Pa〕, ピストンの高さがん 〔m〕 である。 まずビ ストンの上に質量 M [kg] の物体を乗せ、シリンダー内の気体に熱を与える。 しばらく静止 し続けた後, ピストンが動きだした。 この動きだしたときの状態を状態1とよぶ。 さらに熱し続けるとゆっくりとピストンは上昇し, 高さがん 〔m〕 に達した。 このときの状 態を状態2とよぶ。 状態2になった瞬間に物体をピストンから降ろすとともに熱を与えるの をやめた。ピストンはしばらく静止し続けたが,やがてゆっくりと下降し, 高さがん [m] となったところで静止した。 さらに時間がたつとシリンダー内の気体の温度がT [K] にな ったところで初期状態にもどり,この熱機関はサイクルをなす。 (1)状態1のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (2) 初期状態から状態までに気体に与えられた熱量を求めよ。 [Pa] (3)状態2のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (4)状態1から状態2までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (5) 気体の体積をVとするとき,このサイクルのか-V図を図2にかけ。 (6)このサイクルで熱機関が外にした仕事を求めよ。 (7) このサイクルの熱効率を求めよ。 図2 V[m³] (8)M=2Mo, Mo- PoS g h=2h の場合の熱効率の値を求めよ。 [12 弘前大〕 B 応用問題 ◇72. 〈半透膜で仕切られた2種類の気体〉 思考) 図1のようにピストンのついた 2 領域 1

どうしても数学の証明が書けなくて いつもテスト✔︎だらけなんですけどコツとかありますか？？

物理得意な方いないですか？ 分からない問題が出てきたときに、教えていただきたいです…

ゆく人 1023000 9+ 難問題の素材と その ○解き方 問題集 カフェイン12mg SONG Clor NERG リンク CAFFEINE 第3版 よ みやすく 使いやすく なりました! 新装第3版 物理 力学・熱波動 Cosmic Wave 代表 服部嗣雄 著 問題集の 東大・京大 決定版! 受験生必携の書! ぶつり 20246/12~ 基礎から実践へ! 例題と93の演習問題で受験

なぜf’とFが＝になるのですか？

6.摩擦力のはたらく運動 例題1 問題集49) った。 36km/h 36000 時速36kmで走っていたトラックが急ブレーキをかけたら、 車輪がスリップして 10m すべって止ま 60x60 Comy's N 0km/h →正 「ヤマトロ mg 10m マ ブレー ーキをかけた後 動くトラックには 摩擦カードがはたらく。 トラックは等加速度運動をする。 (1) 車輪と地面との間の動摩擦係数はいくらか。 2は一定なので H' = M'N m@o 運動方程式F=maより -f=mx(-5) 左向きの負の方向 V-Vo²=2axより 右向きを正として 02-10'=2:0x10 :f=5m ① ここでf'=MNより 今はN=mg. a =-5[m/s] ①より 5m=μmg い : M= 5/8 = 0.51 ② (2) 止まるまでに何秒かかったか. V=Votatsu 0 = 10+ (-5)t 2=t ; t = 29 (3) 速さが2倍である場合には, 止まるまでに何mスリップするか. V-Vo2- =2axより、止まるまでの距離は 0 - Vo²=2×(-5)xx Vo (⇒Voが倍になるとxは倍!) 2 10 よってVo=20cm/2のとき、x = 20=40[m/s] 10