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物理 高校生

近畿大学の物理の問題です。 ここの25なんですけれど、答えが「NmVx²/L²」となっているのですが、普通は分母がL³となるはずなんですけれど、どうしてこうなるのでしょうか?圧力で考えたのですが全く分かりません。

図のように1辺の長さがLの正方形の平面上に質量m( 動できるが、*糖または、 y軸と平行な4つの壁 (A. B, C, D) とは弾性衝奥する。 この単原子分子はお互いに他の分子とは衝突することなく,この平面上のみを自由に選 :mの単原子分子が、 N個ある。 II 競 特 ホー画 L 1自 平 お題 平 B |L Tー es 00 単 る ふ y SS はじめに,速度のx方向とy方向の成分が、 それぞれUゅ Uゅである1つの単原子分 子を考える。この単原子分子が,壁Bと壁Dの間を往復するために必要な時間は 21 である。この単原子分子が壁Bに衝突すると、 慶Bは単原子分子から大きさ 22 の力積を垂直外向きに受ける。時間の間にこの単原子分子から壁Bが が 受ける垂直外向きの力積の合計は ら受ける垂直外向きの力の平均Fは 次に, N個の単原子分子の運動について考える。 全ての単原子分子のひゅ 髪の平均 23 となる。壁Bがこの1つの単原子分子か 24 となる。 をそれぞれ。と表す。 同様に, y方向についても 呼とする。壁日が金単康 子分子から受ける壁に垂直外向きの力はNF となる。これより壁Bが、全単原子分子 と求まる。 から受ける単位長さ当たりの垂直外向きの力の大きさpが 25 ここで,*軸方向もy軸方向も同等なので, =U, ーが成り立つ。一方、 絶 対温度Tでは、各方向の運動エネルギーの平均と T の関には、 VA mu=&Tの関係が成り立つ。 ここで, kはボルツマン定数である。し だがって,平面上のN個の単原子分子からなる系ではpは全ての壁で等しくなる。7 1 1。 2m。 本ガドロ定数NAを使うと, 気体定数RはR=kN、と表される。これより平面上の (11-10

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物理 高校生

物理基礎 波動です。 問2、問3がわかりません。解説してほしいです。よろしくお願いします。 解答は問1から④⑥②です。

図1のように,水面の高さを調 節して気柱の長さ Lを変えること- ができるガラス管と, 図2のよう な線密度pの一様な弦がある。そ の弦の一端は固定されており他端 には滑車を通しておもりがつるさ れている。弦の長さ 1は変化させ ることができる。 問1 図1のように,振動数 Fの おんさをガラス管の管口付近で ならしながら,ガラス管内の水 面を管口からしだいに下げてい くと,L=L, のときに最初の共鳴が生じ, L=L2のときに次の共鳴が生じた。空気中 での音の速さVはいくらか。正しいものを, 次の0~0のうちから1つ選べ。 おんさ 4 L 弦 滑車 おもりの 図1 図2 0 (L-L)F 0 2(L2-L)F 問2 弦の中央を指ではじいたところ, 図2のように振動数 f の基本振動が発生した。 1とおもりの質量を変えずに弦の基本振動数をとするためには, p の何倍の線密 2 度の弦を用いなければならないか。正しいものを, 次の 0~⑥のうちから1つ選べ。 ただし,弦を伝わる波の速さは, 弦の線密度の平方根に反比例することが知られてい る。 1 1 の 2 1 0- 0 V2 6 2 6 4 4 V2 問3 弦を伝わる波の速さ ゅを考える。弦の長さ1 を変化させて, 弦の基本振動数 fを おんさの振動数Fと等しくした。このときの弦の長さ1を 0.24m, 問1の気柱の長さ H 水だめ ガラス管

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