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物理 高校生

(4)なのですがピストンが静止する=容器内の気圧は大気圧と等しいと認識していたのですが違うのでしょうか? 誰かおねがいします

STEP2 b-Vグラフを作図。 STEP3 熱力学第1法則を表にまとめる。 「設定は同じです) 東京工大〉 ンの式 この問題で 解法Check! 70 例題 断熱材でつくられたピストンつきの円 簡形の容器に1mol の単原子分子の理想気 体が入っている。ピストンの質量はM[kg] で、上面は圧力po [N/m°], 温度 T, [K] の 大気に接している。ピストンはストッパーA で止まっており, 容器の底面からピストンの 下面までの高さはL[m] である。 気体定数 をR(J/(mol·K)], 重力加速度の大きさをg (m/s°) とする。なお, 答えは M, To, R, L およびgの一部または全部を用いて表せ。 (1) 最初,理想気体の圧力は po [N/m°], 温 度は To[K] であった。その内部エネルギーはいくらか。 2 ヒーターで気体を加熱し,気体の温度が T. [K] になったときビストン が上に動き始めた。温度 T, と気体に加えた熱量Qi [J] を求めよ。 3 加熱を続けるとピストンはゆっくり上昇を続けた。 ピストンが上のスト ッパーBに接したとき,気体の高さは1.5L [m] であった。このときの温 度T (K) を求めよ。 また, ピストンが動き始めてからこのときまでに理 B 十ー 0.5L ピストン A こし, Me>m L 000000 ーヒーター 共限に繰り返 いを求めよ。 〈宮崎大〉 三は同じです) SECTION 11 気体の熱力学 59

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94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか?

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新

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これで、糸がAを引く力って、Bの質量と同じではないのはなぜですか?

例題 款でつながれた 2 物体の運動 なめらかな水平面上に、 軽くて伸びない糸でつ ながれた質量 47の物体Aと質量 の物体Bがあ る。A を水平方向右向きに大きさ なの力で引く と, AB は糸でつながれたまま, ともに右向き に動き出す。A, Bの加速度。 と. 糸がBを引く 力の大きさ婦を, A, B それぞれの運動方程式 を立てて求めよ。ただし, 右向きを正とする。 図のように, 人にはたらく水平方向の力は。 右 向きで大きさ万の力と糸が引く力(左向きで大き 縛りBa89う< 終が引く力(右向き で大きさ 2)である。 右向きを正とすると, A と の運動方程弐はそれぞれ次のよう になる。 Aの運動訪程式昌 2ニアーア7 ……① Bめ運動訪秩呈義22=ー29⑥) 式ひ, @を連立して を消去すると, 人 ンー =ニー Ri: 3028E772 Gaしてのニン二あ 入とを質量(47十み)のまとまった1つ の物体とみなすと, 運動方程式は. (47娘)ヶ=ニア となる。これは式①と②の _同辺をそれぞれ加えたものに等しい。 ROOTOOOPTSECOOOTTSPC 2つの物体が直接,あるいは間接に力を 及ぼし合いながら運動する場合では, それ ぞれの物体について運動方程式を立てる。 なお, 糸は軽いので, 糸がBを引く力と. 終がA を引く力は, 同じ大きさとなる (mp.50 参考) 。 の 53 ma A | 計上 7 A。Bには, 鉛直方向にそれぞれ重力とき 直抗力がはたらいてつり合っている。 水平 : 向の運動を考えるとき. これらのは運動 : 直接関係しないので区 示していない。

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(4)で2枚目の黄色いマーカー部分なんですが線密度求めるのに分母を2lにしてしまいました、、 なんで(3)では長さのlなのに(4)でさ元の長さをひいているんですか?

正弦・ 気柱の解法@ステップ STEP1 定常波を図示し, 「イモ」にょり WTEP2 波の速さりを求める(わからない srTEP3 波の基本式を立て, 振動数びを この問題で Wu | k 2 |題 則請 生」 較は大きが一様な管に。 机のっ oO N いたピストンAをはめ込み。管日Oとピス 町| トンAまでの長き 7 が調整できる装置でぁ る。管唱Oのすぐそばに音源を置き 振動 トーコ 数方の音波を出しながらAをある位置から遠ざけていったところ, 7ニム のとき共鳴が起こった。続いてでAをゆっくり動かしていくと ニム の 位置で再び共鳴した。このとき, 音波の波長はヵ を用いて表すと|_⑪ となる。 次に, 7 は 7 に保ったまま音波の振動数を 方から徐々に大きくし ていくと 選で再び共鳴した。記/方 の比は| の |となる。ただし, 開口 端補正は考えをなくてよい。 問2 一様な政を伝わる横波の速さ ゎは中力を単位長きあたりの質量を のとすれば を と表される。 自然長。 質量の一様な蓄に湖カが の を加えて, 全長を 7 に伸ばし, その両端を固定した。 このとき弦の基本振 動数 万 はに]となる。また, 也カな 2位にし の基本振動数 は 」のの 」借になる ただし, 隊の伸 本 比例する (フックの法則) ものとするs ーーーーー 一 _ / | 細II O = *解く。 問1(1) 弦・気柱の解法9デップで衣 > "「 では面科回定 STEP 1 定常波を図示し, 波長4を求める SECTION 13 弦・気柱の振動 75 波長え4を求める。 )ときは仮定する)。 求める。

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物理 高校生

赤で囲った問題の解説をお願いします。

197 等速円運動をする物体の( )の運動は, 単振動でわる。 198 波源が短時間振動すると( )波が生じる。 199 ( )している波源からは正弦波が生じる。 200 波の山と谷の高さの差の( )倍が振幅である。 201 波の隣り合う( )の間隔が波長である。 202 波は1周期の問に( )進む。 203 波を伝える物質を( )という。 204 媒質のもとの位置からのずれの大きさと向きを( )という。 205 30” は( )[rad]である。 206 正弦波の変位y-位置xの う2の了虹り合う山の間隔は( )である。 207 正弦波の変位y-位置う2の隣り合う山の間隔は( )である。 208 媒質の単振動において, 距離の1波長は( )[rad]に相当する。 209 媒質の単振動において, 時間の1周期は( 0 210 正弦波が伝わるとき, 伝わる向きに( ) 4 (n= 211 正弦波が伝わるとき, 伝わる向きに( 212 波の振動方向(三媒質の振動方向)と | 213 波の振動方向(三媒質の振動方向)と進行方 214 地震波のprimary wave(P波, 初期微動, コト) は( LA 215- 地震波のsecondary wave(S波, ユサュサ, 周期が長い, 主要動)は( )波である。 0する所(4 本 221 疲の変位位置 のっ方向への下り抜の中央は( )導である _222 縦波の密部では, 媒買の密度が( )である。 224 終波の3 部では, 』 225 縦波の密部では. - 226 縦波の疎部では, , 227 4 部 ご1よ。 の3 が( )である。 主人 (人 人 230 没牧が進む波を( ES 231 波形が進まない波を( )という。 232 定常波の全く振動しない点または線を( )という。 233 定常波の大きく振動する点または線を( )という。 234 定常波の節の間隔はもとの進行波の波長の( )倍である。 235 定常波の節から腹までの距離はもとの進行波の波長の 236 定常波の波長はもとの進行波の波長の( )倍である 5 237 定常波の媒質の振動の周期は, もとの進行沢の の <お ー 238 水面を伝わる波は表面波であるが( )として扱う。 了 軸 0。 せでの<, 239 同位相の2点の波源がつくる水面波の定常波は, 2点の中点で( )になる 240 同位相の2点の波源がつくる水面波の定常波の節の線は()に 0

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