この問題がテストで間違えたのですが解き方が分かりません。教えてください

(1) 図4のように軽くて伸びない糸の一端におもりをつけ、糸の他端を天井に固定 する。おもりに質量の無視できるつるまきばねの一端をつけて、他端を水平に 静かに引いた。 おもりにはたらく重力の大きさは3.ONであった。 ばねが自然 の長さから0.10m伸び、糸が鉛直線と30°の角をなして静止した。 (a) 糸がおもりを引く力の大きさT[N]、 ばねがおもりを引く力の大きさ F[N]はそれぞれいくらか。 (完答) 130 (b) ばね定数はいくらか。 図4 - F

赤丸で囲っているQoutは、なぜ−をかけるのでしょうか? 教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️よろしくお願いいたします🙇‍♀️

見る 指す 書く 0 消す 選ぶ 文字 動かす 4 原子分子理想気体に対して、図の4つの過程をくり返して 状態を変化させた。 このサイクルを熱機関とみなしたとき, 1 サイ クルでの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 熱力学第一法則より、 ヒント AB, C→D は定積変化。 BC, D→A は定圧変化である。 60=Q+W A D 気体定数R[J/malk],気体の物質量(mol)とする。 0 V 2V(m²) 状態A・B・C・Dでの温度それぞれTT.T.To(K)として、 状態方程式をそれぞれ立てると、 A:pV=nRTA PV MR TA= B:3PV=nRTB To = 3x C: 6PV = nRTE - D:2PV=MRTO nR 3 To 20V A→B. QAB = Q = CDは、定積変化であるから、 B→C,DAは、定めら nROT T- A \nR (3 - PX) 3pl fAR (2PX - b) -6pV To → Tc QBcnR(Te-Ta) = 1PV QDMA=nR(T-Tao) • fnR (x - 10x) Qm I QaB+QBC PV Qout (@m) e= 4PV Qu- 91 * 19

(2)の緑のマーカのところで、急にsをかけたのって①のpsを使うためですか？ そういう発想ってなかなか思いつかなくないですか？慣れですか？

114 第2編■熱と気体 リードC 基本例題 43 気体の状態方程式 239,240 解説動画 なめらかに動く質量 M [kg] のピストンをそなえた底面積 S[m²] の円筒 形の容器に, 1molの理想気体が入っている。 重力加速度の大きさをg 〔m/s'], 大 気圧を po [Pa], 気体定数を R [J/(mol K)] とする。 (1) 気体の温度が T[K] のとき,容器の底からピストンまでの高さ lはいくらか。 Do 1 mol 質量 M (2)加熱して気体の温度を To [K] からT[K] にした。 気体の体積の 増加 ⊿V はいくらか。 底面積 S 指針 ピストンが自由に移動できるから、気体の圧力』は一定である。 解答 (1) 気体の圧力を [Pa] とすると, カ ③式②式より Pos のつりあいより Post pAV=R(T-To) pS-poS-Mg=0 pS= pos+Mg 「pV=nRT」 より p(Slo)=RTo ①式を代入して (poS+Mg)lo=RT 4V= ......① R(T-To) T Þ Mg lo Mg PS ps __RS(T-To) To T DS RS(T-To) = [m3] RTo よってl= [m] poS+ Mg (2) 加熱の前後で 「pV =nRT」 を立てて 前:pSl)=RT 後: p (Slo+⊿V)=RT ......② ・③ poS+ Mg [参考] 圧力が一定のとき, 体積の変化量⊿V と温度の変化量4Tの間には、 「AV=nRAT」 の関係がある。 この関 係を用いて解いてもよい。

(2)の解答で(電気力線の総本数)＝(電場の大きさ)×(電気力線が貫く面積)が、どうして電場と面積をかけたら本数が出るのか分かりません。解説お願いします🙇🏻‍♀️‪‪

平面に1mあたり。〔C] の正電荷が一様に分布し ている。この平面からは平面に垂直に上下に電場 が生じている。 クーロンの法則の比例定数をkと するとき、この電場の大きさを求めてみよう。 (1) 仮想的に, 右図のようにこの平面を貫 底面積A [m], 高さん 〔m〕 の円筒を 8 -A[m²] h[m] I σ (C/m²) T 考えてみる。 この円筒から出る電気力 線の本数は何本か。 (C) Jort Jortk (2)(1) で考えた円筒を用いて, ガウスの法則より,この平面から生じる 場の大きさE [N/C] を求めよ。 (P)

(5)について、青文字の部分が解説にも詳しく書かれてなく分かりませんでした。回答お願いします。

61 単原子分子理想気体をなめらかに動く ピストンのついたシリンダー内に閉じ込め、 外部と熱のやりとりをすることにより, 気 体の圧力と体積Vを図のサイクルA→ B→C→A のように変化させる。気体定数 をRとする。 PA 201 B p1 C A 1) Aにおける絶対温度をT とするとき BおよびCにおける絶対温度をそれぞ れ求めよ。 0 V1 2V1 V (2) A→B および C→Aの過程において,気体が吸収する熱量をそれぞ れ求め, pi, V, を用いて表せ。 (3) B→Cの過程で気体がする仕事と, 吸収する熱量を求め, pi, V, を 用いて表せ。 0 (4) このサイクルを一巡する間に、気体がする仕事を求め, pi, V. を メメ思いて表せ。 (5) このサイクルにおいて, 絶対温度T (縦軸) と体積V (横軸) の関係 を表すグラフの概形を描け。

(3)の運動量保存則の立式について、自分は青で書いたように考えるのですが、そうでない理由はなんでしょうか。回答お願いします。

52 地球の質量を M, 万有引力定数をGとして答えよ。 (1)地球の自転周期をTとして, 静止衛星の円軌道の半径r をM,G, Tで表せ。 落とし (2) 地球の中心0から距離rの位置で静 止している物体Aがガス噴射をして静 止衛星になろうとするものとする (ア) 静止衛星となるための速さを r, M, G で表せ。 (イ)噴射したガスが無限遠に達するのに 必要な速さを r, M, G で表せ。 ガス M A 衛星 (ウ) 噴射前のガスを含めたAの質量をmo とし, 噴射するガスの速さ を (イ) の u とする。 噴射すべきガスの質量をm で表せ。 (新潟大 +大阪公立大)

物理の力のつり合いの問題です。左の写真に問題文、右の写真に解答が書いてあるのですが、右の写真の解答にばねが半分になるとばね定数が2倍になると書かれているのですがその理由が分からないので教えて欲しいです。

24 ばね定数のばねを半分に分けて, 2つを並列にした。 全体としてのばね定 数はいくらになるか。

Ⅳの（3）でd/３までの釣り合いが安定でそれより大きくなると不安定になる理由がわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願いします。

図 2-3 (a) のように, 前間と同じ平行板コンデンサーの極板P を自然長 ばね定数の絶縁体の軽い ばねに接続し ばねの他端を壁に固定した. また, 極板 P2 を壁から距離 l+dの位置に固定した (極板の厚さ は無視できる)、 極板 P1 P2 には, それぞれ電荷 +Q (Q > 0), -Qが蓄えられている。 また, 壁とばねの静 電誘導による電荷は無視できるものとする。 質量mの極板P は極板P と平行な位置関係を保って左右にな めらかに動くことができるものとする。 極板P1 に力を加えて壁から距離の位置に保持した。 極板P1 と極板 P2の間の電場の大きさをE。 とする. 図2-3 (b) のように極板P」を壁から距離(+ェの位置にゆっくりと移動した。 極板 P, にばねからはたら く力と極板間の静電気力がつりあうときの位置を Q, Fo, k, m, co のうち必要な記号を用いて表せ、ただ し, 0<x<d とする. ⅣV 次に, P1 を図2-3(a) の位置に戻し、 図2-4 (a)のようにスイッチと電圧Vo(> 0)の直流電源に接続し た。その後、スイッチを閉じ, 極板 P, に力を加えて図2-4(b) のように壁から距離+æの位置にゆっくり と移動した(ただし<z<dとする)。その後,極板 P, を移動するために加えていた力をなくした。導線が -Kx Pl + Q 0000000000 d (a) 10000000 極板P が及ぼす力は考えない (1) 極板 P1 が壁から距離1+の位置にあるときに極板P, にはたらく力F (x) を Vo, S, d, z, k, m, Eo のうち必要な記号を用いて表せ。 ただし, 極板 P1 から P2 に向かう向きを正とする. (2) 極板 P1 にはたらくばねからの力と極板間の静電気力がつりあう位置が存在するためには, Vo はある上 限値Vm より小さくなければならない。このVm を S, d, k, m, so のうち必要な記号を用いて表せ. (3) Vo Vmの場合に存在するつりあいの安定性について説明せよ。 ただし, 「a <æ <bの範囲に存在す るつりあいは安定(または不安定)」 という形式で,存在するすべてのつりあいについて言及せよ. Foyd FEQ P₁ P2 +Q 0000000000 HI l+x (b) ・ 114471 9 図2-3 P₁ P₂ 0000000000 V₁ (a) 図2-4 l+x d-x GV (b) 萬 Fol F:EG

(3)がどうして弾性エネルギー＝静電エネルギー で解いたらいけないのか分からないです。教えてください🙇🏻‍♀️

303. 極板の単振動 真空中で, 2枚の金属板を向かいあ わせた平行板コンデンサーがある。 一方の極板Bは固定さ れ,もう一方の極板Aにはばね定数kのばねが接続されて おり, Aは図のx軸に沿って動くことができる。 ばねが自 然の長さのときのAの位置をx=0とし, そのときの極板 k 0 B 間の距離をd. 電気容量をCとする。 Aを固定し、電池を接続して, 極板間の電位差を Vとした。 電池を外したのち, Aの固定を外すと, Aは単振動をした。 (1) 極板Aが位置 x=αにあるとき, コンデンサーの電気容量を求めよ。 (2) (1) のとき, 静電エネルギーは,Aが動き始める前に比べてどれだけ減少したか。 (3) Aの単振動の振幅を求めよ。 の (4) AがBにもっとも近づくときのAの位置を求めよ。 (15. 横浜国立大 改)

物理です。 Fとmgがなぜ同じ大きさなのでしょうか。

|------3 0.30m 基本例題 68 帯電した小球のつりあい →357,358 解説動画 長さ 0.30mの2本の軽い糸の下端にそれぞれ 0.50kg の小球 A, B をつけ、等量の正電荷を与える。 2本の糸の 上端を一致させてつり下げると2本の糸は90°の角度をな した。 クーロンの法則の比例定数を 9.0×10°N·m²/C2, 重 力加速度の大きさを10m/s' とする。 0.30m 90° A (1) 小球Aにはたらく静電気力の大きさ F〔N〕を求めよ。 (2) 小球Aのもつ電気量g [C] を求めよ。 指針 A,Bともに,重力 mg,静電気力 F, 糸の張力Tの3力がつりあう。 解答 F =tan45°=1 mg 0.30m 45° 45° 0.30m T T B F 0.30√2m よってF=mg=0.50×10=5.0N (2) つりあいの状態でのAB間の距離 =0.30√√2 m mg mg (1)このとき, 糸と鉛直線とのなす角は (90°÷2=) 45° となり, A, Bにはた らく力は上図のようになる。 図より クーロンの法則「F=k9192」より 22 Vo 5.0 (9.0x109) x- g2 (0.30√2) 2 よって q=1.0×10-C