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

右ページ黄マーカー部分について、なんでmω²=Kと置くのかが分かりません。単振動定数みたいな感じでKのまま答えに書くのか、それともKは問題では与えられててそれを元にmやωを求めていくのかなーって色々考えたんですけど分かりませんでした。解答お願いします！

4 データ ③ 周期 Tとその求め方 周期Tとは,単振動に対応する円運動が1周回るのにかかる時間 のことだ。円運動の角速度w (1秒あたりの回転角)は,この周期を用いて、 さて、 ②式と④式に共通して入っているものは何かな? えーと、 ②式と④式には共通の A sin wtが入っています。 2 [rad] 回転する w (rad/s) = T [s]間で かくしんどうすう と書けるね。 このωのことを単振動では角振動数という。 逆にこの式より、 周期 T は、 角振動数w を使って, 2π T= w そうだ。 ここから式変形が続くけど,一つひとつ丁寧に追ってね。 ②式を, A sinwt=xxo として,これを④式に代入すると, a=-ω'(x-x) ………⑤ となるね。 この⑤式は, 時刻によらず、いつでも成り立つ式だね。 ここで、この式の両辺に質量m を掛けてみると, ma= -mω^(x-x) ・・・ と書くことができるね。 さて、図6のように, 半径Aで角速 度ωの円運動を真横から見た単振動を 考えよう。 円運動が点Pを通過した瞬 間を時刻 t = 0 とする。 このとき対応 する単振動の (中) の位置 P′の座標を x=xとしよう。 時刻で円運動は点 Qを通過するが,このときまでの回転 角はwfとなっている。 このときの単 振動の位置Q′の座標は、図6より, さらに、この⑥式の右辺の係数をmw²=(定数K) ...... ⑦ とおくと, ma = -K(x - ): ......(8) wt: LAW となるね。 この⑧式は何を表しているかな? wt [00] =Asinwt...... ② Asinw P'Q間の距離 図6 となっているね。 左辺が ma・・・あ 運動方程式です! そのとおり。 この式はまさに単振動の運動方程式となっているね どうやって,この式から周期を求めるんですか? まず, 物体が座標 x (0) にあるときに運動方程式を立てて⑧式の形に もっていくと,とKが出るでしょ。このとき, ⑦式から,角振動数 また、このときの単振動の速度vと, 加速度α は, 円運動の接線 方向の速度Aw と, 向心加速度 Awをそれぞれ真横から見たものと w= K km ⑨ が求まる。 wが求まれば、 ①式より, して、図6より, T= =2L=2 mm Aw coswt. ③ a = Aw'sin wt....④ ここまでの話は長かったけど. 物理では公式を導く過程が大切 だから、一つひとつ確認してね 右向き正より ⑨より となっているね。 ここまで, じっくりと図6とニラメッコして もう となって, 単振動の周期 Tが求まるんだ。 CS度速canner でスキャン 第17章単振動 | 221

物理の質問です。 (7)で解説に「Q,S,ε_0は極板間隔によらないので、極板間引力は一定である。」とありますが、仕事の式W=Fxが使えるのはFが定数（一定）の時だけで、問題を解く段階ではFが定数だとは分からないので、W=Fxの式を使うのは間違って居ませんか？循環論法見た... 続きを読む

0 ① 16:38 232 コンデンサーの極板間の引力 基本問題232 面積Sの平面極板 A, Bが間隔dで平行に保持された平行平板コンデンサーがある。 極 板 A, B に充電された電気量が +Q, -Q (Q>0) のとき, 真空の 誘電率をco として以下の問いに答えよ。 (1) この平行平板コンデンサーの電気容量 C を求めよ。 (2) 極板 A, B 間の電位差 V を求めよ。 (3) 極板 A, B 間の電場の強さ E を求めよ。 (4) このコンデンサーに蓄えられている静電エネルギーUを求めよ。 3 (5) 極板Bをわずかに移動して, 極板 A, B間の距離をxだけ増したときの静電エネル ギーの変化 4U を求めよ。 ( 6) 極板Bをわずかにxだけ移動したときの外力のする仕事 W を求めよ。 (7) +Q, -Qに帯電した極板 A, B間のFを求めよ。 事をすることにより与えられる。 Q2x よって W=4U= 2εOS 学習の記録 例題 46 答 解説 (7) 極板を引きはなす力は極板間引力と等しい大きさである。 仕事の式 「W=Fx」より 解説 W Q2[1] F= X 280S ←[1]_Q, S, 80 は極板間隔によらないので,極板間引力は一定である。 ▲ツールバー ホーム オプション 学習ツール 学習記録

物理についての質問です！ 力はベクトルって習ったんですがそれなら写真のようなT=mgっていう式成り立たなくないですか? ベクトルって方向も関係あるからこの二つのベクトルは逆向きで全く違うベクトルじゃないんですか? 感覚的にはわかるのですがどうしても納得できないです！誰か助けて！

② P&A ①動 ① 重力 ② 接触力 T この2つの力をもれなく かき出すんだね 質量 m D mg ① T ローレーズ DVD T と mgの2つの力がつり合っているから の場合 T=mg A

この問題を解くとき、私は点Bを含んでいる垂直の壁も摩擦力が働いていると思って解いたのですが、解答では垂直抗力だけが考慮されていました。なぜ垂直の壁と棒の間では摩擦力が働かないのでしょうか？

11* 粗い水平な床となめらかで鉛直な壁に,質量 M 長さの一様な棒ABを床から角だけ 傾けて立てかけた。 そして棒の中点に質量mの 小物体Pを置いたところ, 棒の表面が粗いため Pは棒の上で静止し、棒も静止したままであった。 A点で棒が床から受ける摩擦力の大きさは B (1)である。 ただし, 重力加速度の大きさを g とする。 P ることからμ また、棒と床との間の静止摩擦係数をμ とすると, 棒が静止してい (2) の条件が成り立っている。Pの位置を少しずつ 変えていくと, A点からの距離がxの位置に置いたとき棒がすべらず に静止する限界になった。x= (3)である。 (芝浦工大)

(b)はBを支点にして力のモーメントを考えたらダメなんですか？ 至急教えて欲しいです

14 棒のつりあい 長さ 0.60m,重さ60N の一様な棒 AB を, A端につけた糸でつる し, 力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) 力Fは水平 (b) 力Fは鉛直上向き (C) 棒 AB (a): 60° Tsingo 0.60 (b) (c) F 45° F A AF A B 0.10m B B は水平)。 それぞれの場合の糸の張力T [N] とF[N] の大きさを求めよ。 例題 3

物理の鉛直投げ上げについてです。 最高点から地面に達する時って自由落下してますか？ 自由落下してると仮定して(2)を、解いたんですけど答えと合いませんでした。

27 鉛直投げ上げ■ 地上から小球を初速度 19.6m/sで真上に投げ 上げた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s^ とする。 (1) 小球が最高点に達するのは何秒後か。 また, 最高点の高さは何mか 。 (2) 小球が地上に落下するのは,投げ上げてから何秒後か。 また, 地上に 19.6m/s 落下する直前の小球の速さは何m/sか。 例題 7

等加速度運動の３つの公式と運動方程式の使い分けがわかんないです。 教えてください

プロセス3に書いてある2つの場所における力学的エネルギーをイコールで結ぶということについてです。 3つ以上場所がある時はどの2つを比べればいいのですか？

A 類題 28 力学的エネルギー保存の法則 図のように, なめらかな水平面ABと斜面 BC が続いている。 ばね定数kの軽いばねの一端を固 定し、他端に質量mの小球を置いてxだけ押し縮めて静かにはなした。 すると,小球はばねから 離れた後に点Bを通過し, 最高点 Cまで達した。 重力加速度の大きさをgとする。 ( 1 ) はじめに点Bを通過したときの小球の速さを求めよ。 (2) 点Cの高さんを求めよ。 (3) (1)の後,再び点Bを通過したときの小球の速さを求めよ。 m B h 13 ネルギー保存の法則 69

高校一年物理基礎の問題です。 全くわからないです。教えてくださるとありがたいです。

< 戻る C ☆お気に入り登録 解説を見る 01 app.libry.jp/question/ 10 1 センサー物理基礎 3rd Edition p.44 第1部 物体の運動とエネルギー Step2-61 61 重ねた物体の運動 右図のように, 水平な床 の上に質量Mの物体Bを置き, その上に質量mの 物体Aをのせる。 A の側面には軽くて細い糸がつ いており、手で引くことができる。 床とBとの間 には摩擦がなく, AとBとの間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 糸を手で引いて A に水平右向きの力を加えた。 力の大きさがFのとき, AとBは 一体となって動いた。 AとBの加速度の大きさはいくらか。 (2) A. B が一体となって動いている状態からAに加える力をさらに大きくした。 カ の大きさがFのとき,AはBの上をすべった。 A. B の加速度の大きさはそれぞれ いくらか。 センサー 18, 20 5 A ☆ B あ 10 + 拡大 Q 縮小 書込開始 11 学習時間 02:1 前回 -- ( 結果の 1月7日 21:2