図3で、金属Mが+Q、金属殻Nが−Qの電気を帯びているとき、金属Mと金属殻Nの中心が一致しているとすると、その中心からx（ a<x<bの時の電位を教えて頂きたいです。答えないですがお願いします。電場はわかるのですが、、自分の疑問ものせておきます。できるだけ早く誰か教えてください。

+ Br 金属球 M Q kg h² n = ²x477-4774 数値を入れよ。 ただし, 数式は, ko, a, b, x, Q, g 図 1 金属球殻N -Q O' [21 京都工繊大〕 図2 N Q M Q 0.0' b 図3 E 線の本数nは, 真空中でのクーロンの法則の比例定数

物理の問題です。問2をお願いします！

以下の問いに答えよ。 ( 40点) 3 図1のように, 凸レンズLの光軸上に物体AA' がある。 点 FとF'はレンズLの焦点であり、 fは焦点距離である。 点0はレ ンズLの中心であり, 点PはA'Pが光軸に平行となるレンズL 中の点である。 物体 AA'の位置は、レンズLの前方 (左側) であ り, 焦点Fの外側である。 図1は,点A' から出た光の一部が進む経路を破線で示してい る。 レンズLを通過した光は, レンズの後方 (右側)で集まり, 実 像 BB' を形成している。 物体 AA' とレンズLの距離をα, 実像 BB' とレンズLの距離をbとする。 なお, レンズの厚さは無視で きるものとする。 A' すきこご AF 0 物体 凸レンズL 図 1 光軸 B 実像 問1. ( ① ) から (⑤)に適する記号または数式を α, b, f の中から必要なものを用いて答えよ。 AA' ( ① となる。 また、△OPF'は BB' (2) △BB'F'に相似であるため, {③}である。以上より a,b, fの間にはレンズの式(⑤)が 図1より △AA'O は △BB'Oに相似であるため, OP BB' 成立することがわかる。 'f=16cm, a=20cm の場合を考える。このとき, レンズLの後方(右側) に形成される実像の位置にス クリーンを設置し,これを固定した。 物体 AA' を動かさずに,レンズLを光軸に沿って後方(右側)へ移動 させると,ある位置でスクリーン上に再び鮮明な像が現れた。 問2. スクリーン上に再び鮮明な像が現れたときの物体AA' とレンズLの距離を求めよ。 また,このとき のスクリーン上での像の倍率を求めよ。

学校からの課題で答えが配られなかったので解き方が分からなく困っています、教えて頂きたいです😭

3 以下の文章中の ア 高層ビルの中に鉛直方向に昇降するエレベーターがある。 図に示したように, エレベーターの床から高さの位置 P から、エレベーターに乗っている人が小さな ボールを落下させる実験をおこなった。 ボールは床面のQ点に衝突する。ボール の空気抵抗は無視でき、かつその質量は十分小さく, 衝突によってエレベーターの 動きは影響をうけない。 以下では重力加速度をg であらわし、 静止した座標系の Z軸を鉛直方向にとり上向きを正とする。 また, エレベーター床面のQ点は, t = 0 において z=0にあるとする。 イにL,g,r, Vo のうち、 必要な文字を用いて数式を記入しなさい。 2 エレベーター ボール FUT エレベーターが初速度0から加速度gで上昇する場合について考える。 10においてボールをP点から静かに放すと, ボールは時刻t=アでQ点と衝突する。 衝突する直前の エレベーターの速度はイである。

赤線引いている所が③が答えがなのですが、なぜその向きになるのかが分かりません、、 教えてください。

2. 次の文章を読み、 ア カ に適切な語句、 数式を記入せよ。 その際、 ( )内の記号 を用いて答えよ。 ただし、 【ウ】は①〜④の中から選び数字で答えよ。本問題では電子の質量 を 図 a 電気量を (e>0)として表すものとする。 図aの放電管は、電子銃から射出された電子の軌跡 を観察する装置であり、 偏向極板に電圧を加えて、電 子の軌跡を上下に曲げることができる。 図 b は電子銃 と偏向極板を模式的に表している。 電子は、 電子銃の電極 A から出て、電極Bの小孔を通って 偏向極板に向かう。 小孔Bより射出されてすぐの、電子の進む方向に x軸、 x軸に垂直な方向 に y軸をとる。 y軸上に設置した蛍光面Sに電子が当たると、 衝突によって電子の運動エネルギー は光のエネルギーに変換され、 蛍光面Sに輝点があらわれる。 偏向極板は、幅ℓの2枚の平板電極 X1 と X2をdの間隔をとって平行に向かい合わせ、x 軸をはさむように平行に配置したもので あり、以降、これを一組の電極の対として X1X2と表記する。 放電管の内部は真空であり、電子 は蛍光面 S に衝突するまでの間、真空中を運動する。 電極の端における電場の乱れ、重力の効 果、 荷電粒子の運動によって生じる電磁波の影響は無視できる。 電子銃 I Vi A B 偏向極板 d 電子銃の電極 AB に V」の電圧を加えると､電極 A を初速度 0 で離れた電子が、 電極B を通 2 ev 過するときの速さ Vo は ア LE (e、m、Vi)になった。 /mno=evi no= 電極 X1X2間の電位差をV2とすると、電子が電極 XiX2間の一様な電場から受ける力の大きさ はF = イ(e, d) となり、その力の向きは 【ウ ① x軸の正の向き、②x軸の負の向き、 P=9E²₁ ③ y軸の正の向き、 ④ y軸の負の向きである。したがって、電極 X1X2 を通過した直後の電子の 速度のy 成分は (em Vod, ℓ, V2 ) となる。 電極 X1 X2 の右端から蛍光面 Sまで の距離をDとすると、電子が電極を通過した直後から蛍光面Sに当たるまでの時間はオ (D、 vo) となる。以上より、 輝点のy座標ycは電極 X1X2間の電位差 V2 に比例し、 yc=α V2 と書け ×{1+ℓ/(2D)}(カはe、m、Vo、d、ℓ、Dを用い ることがわかる。比例定数αはカ る) と表される。 AY Vo. l 16 X1 X2 (12 図 b (15 電子銃 偏向極板 20 アルゴンガス D S 0 → x

2015年の法政大学の過去問です。 解法と答えを教えて欲しいです！お願いしますm(_ _)m

16 2015年 物理 法政大学 2/11,A方式(1日程) デザイン工 理工 生命科 に入れるべき数式または数値を解答欄に記入せよ。 つぎの文の 図2に示すように、0 を中心とする半径rの円筒面上で,点Aは0と同じく床面からんの高さにあり,点Bは円筒面の最下点にあ り、点CはBOCが60°となる位置にある。ここでんを満足しているものとする。また,円筒面との摩擦や空気抵抗は無視でき 2 るものとし、重力加速度の大きさをg とする。 点Aで質量mの小球を静かに放すと、小球が点Bを通過する速さ(速度の大きさ)は (a) であり, 点Bで小球が円筒面から受け る垂直抗力の大きさ(b) は 点Dを速さ (d) で通過し、水平な床面上の点Eに速さ (e)で衝突する。床面はなめらかで、小球と床面との間の反発係数 である。 小球は床面に衝突した直後に速さ (f) ではね返り 2回目の放物運動を行う。 その最高点Fの高さは点Dの床面 768 からの高さの である。その後、点Cから飛び出した小球は放物運動を行い, 床面からの高さが (C) 倍となる。 h A Y B 60° 図2 となる最高 E A

一通り、波や光の勉強はしたのですがこの問題はどう答えたらよいのか分からず困っています。

スリット型の回折格子で多波長の光を分光す るとき、 分解能を上げるためにはスリットの 寸法をどのようにすればよいか、 理由も含め て説明せよ。 |数式を使わずに、図と文章で示せ。

この問題の問2の(1)〜(3)がよくわかりません よろしくお願いします

mi のついた 入こ A P TS m2 B 図 o抵抗値 R[Q]の抵抗,電気容量C(F] のコンデンサー, 自己インダクタンスLIH)のコイル, 起 電力がE(V]の直流電源からなる図のような電気回路を考える。スイッチSは, はじめに端子a 側につながれており,十分時間が経過した後に端子b側につなぎかえることとする。 (配点 27%) 問1 スイッチSを端子a側につないで十分時間が経過した状態におけるコンデンサーの上側 の極板に蓄えられている電荷Q0[C) を与えられた記号を用いて表せ。 問2 次の文章中の(1)~(5)に適切な数式を入れよ。 スイッチをb側に切り替えた時刻を0sとし, それ以降の時刻(s) にコイルを図の向き に流れる電流をI A), コンデンサーの上側の極板に蓄えられている電荷をQ[C), 下側 の極板に蓄えられている電荷を 一Qとする。 さらに時刻t+ At[s]におけるそれぞれの値を I+ ATCA), Q + AQ[C), =Q- AQ とすると, このとき, コイル下端に対するコイル上 (V)と 端の電位は,Lを用いて表すと (V)となり,Cを用いて表すと なる。また,電流とは単位時間あたりに運ばれる電荷量であることから,電流Iと時間 t の間に移動する電荷 AQ との間には関係式 が成り立つ。 コンデンサーおよびコイルに蓄えられるエネルギーについて, それぞれ電荷Q= 0, 電流/= 0のときの値を基準値0Jとするとき, 時刻tにおいてコンデンサーに蓄えられて J), コイルに蓄えられているエネルギーは (J]と いるエネルギーは なる。

合っているか確かめて欲しいです！よろしくお願いいたしますm(_ _)m

60分 【備考)「発展的な学習内容」 から出題しない。 次の文章中の空欄①~③を数式で埋めなさい。 図1のように, 水平方向右向きに工軸, 鉛直方向上向きにy軸をとる。 なめらかな曲面と水平面を持つ 台は,水平でなめらかな床面に固定されて動かないものとして, 曲面から小球を滑らせる。 重力の作用する 方向はッ方向下向きで, 重力加速度の大きさをg, 小球と床面との間の反発係数をeとする。 床面 (y%3D0) を 重力による位置エネルギーの基準として, 小球の大きさおよび経路上の摩擦や空気抵抗は無視できるものと する。 H- 固定された台 なめらかな床面 L なめらかな床面 o Le Le 図1 図2 i) エ=0, y=H。の点から, 質量 m の小球を静かに滑らせた。小球が y=DH、の水平面に到達したとき、 小球の運動エネルギー U,は, m, g, Hi, Haを用いて, Ui=( ① ) となり, このときの小球の速度び のェ成分 vizは, Uェ=( ② ) と表される。 i) エ=L、で, 小球は台から水平に投射され, エ=La で図2のように床面と衝突した。このとき, Laは、 g. H, L. ひょを用いて La=( ③ ) となる。床面に衝突する直前の小球の速度2のy成分 102y および運 動エネルギー Uzは, m, g, H,, H., vzから必要なものを用いて ひzy=( ④ ), U:=( ⑤ ) と表される。 ) 床面に衝突した直後の小球の速度が2の工成分が2z およびり成分が2y は, Vhz, Uzv, e から必要なものを 用いて, が'aェ=( ⑥ ), d'zッ=( ① ) となる。このときの小球の運動エネルギー Usは、 m, g, H、, Ha, eを用いて, Us=( ③ ) と表される。 次の文意中の空欄1はア~(T)か 15

この問題の（3）の位置エネルギーがわかりません

質量100gの物体 (例えば、 おもちゃの車) を斜面上に置き、 斜面に沿って上向きに初速度を加えたところ、物体は斜面に沿って運動を始治めた。 この 物体の速度を測定したところ、 図のようなv-tグラフが得られた。 物体に初速度を与えた瞬間を時刻む%30sとし、 斜面に沿って上向きを正とする。 ま た、初速度を与えたときの物体の位置を重力による位置エネルギーの基準とする。摩擦や空気抵抗はすべて無視できるものとし、 物体の大きさはじ ゅうぶん小さいものとみなす。 以下の問いに答えよ。 グラフの単位立と問いの単位の違いに注意せよ。また、 計算では有効数字を考慮しなくよい。 ま た、10の累乗を用いた表記では、 例えば6.5x 10の場合は 6.5e-2 と、 7x 10の場合は 70e-2 と入力セよ (いずれもマイナスは半角の- であることに注意)。 160 120 80 40 0 40 80 120 160 0 1 2 3 4 t[s] (1)時刻0sでの物体の運動エネルギーは何Jか (単位に注意せよ) v[am/s]

どうして振動して静止するのかがわかりません また、pv図を状態1から状態2の範囲で書くならどのようになりますか? 分かる方いたら教えて下さい

答えにいたるまでの過程について,法則,関係式,論理,計算,図などの中から適宜選んで簡潔に書け。 図のように,異なる断面積の円筒部A, Bをもつシリンダーが、 真空中に鉛直に置かれている。円筒部Aには,気密性を保ちつ つなめらかに動く質量Mのピストンがはめ込まれている。円筒部 Aの断面積はSで,その長さは十分長くピストンが外れることはな い。円筒部Bは断面積 aS(aは1より小さい正の定数),長さLで 底面が閉じている。AとBは,相互に中心軸を合わせて,その中心 軸に垂直な円環状のシリンダー壁C(円環部C)で連結されている。 シリンダーとビストンで密閉された空間には,物質量nの単原子分 子理想気体が封入されている。図のように,ビストンの位置をCか らビストンの底面までの距離z(rz0) で表す。シリンダーおよび ビストンは断熱材でできていて,シリンダー壁の厚さは無視できる。 また,円筒部Bの内側底面には,体積および熱容量の無視できる加 熱冷却器がとりつけられている。重力加速度の大きさを g,気体定数をRとして,以下の設問に答えよ。 設問(1):以下の 7)~ )]に入る適切な数式を,{ し,与えられた文字がすべて必要とは限らない。なお,同じ記号をもっ口 はじめ,ピストンはCから距離』(ェ>0) の位置に静止していた。このとき,気体の圧力は Po=(アM, 9. S, a}],体積は Vo=(イS, L, x, a}], 温度は To=(ウM, g. n, R, L, x, a} である。この状態を「状態0」とする。 つぎに,気体をゆっくり冷却したところ,ピストンはゆっくり下降して気体の温度が T= M, 9. L, n, R, a}] になったときに r=0 となり,ビストンはCにぴったりと接し静止した。 それと同時に冷却をやめた。このとき,気体はピストンの面積aS の部分にのみ接している。ビストンが Cに接したときの気体の圧力は Po=|7)]であるので,ビストンはCに接した直後にCから抗力 N=オM, g. a}]を受ける。 ビストンがCに接した状態で気体をゆっくり加熱したところ,気体の圧力が P=(カM, 9. S, a}], 温度が T;=[(キM, g. L, n, R)口になったとき,ピストンはCから離れた。その瞬間に加熱をやめた。 ピストンがCから離れる直前の状態を「状態1」とする。Cから離れたピストンは,Cに再び接すること なく、しばらく振動運動を行ったのち静止した。このときのピストンの位置をェ=2,気体の温度を T。 とする。この状態を「状態2」とする。状態1から状態2に変化した過程で気体の内部エネルギーの変化 は AU=[(クn,R, T, T}], ビストンの位置エネルギーの増加分はヶM, g, L, )]である。この 過程において,気体とピストンを合わせた系と,それ以外の系(加熱冷却器を含めた外部)との間にエネル ギーのやりとりはないとすると,エネルギー保存則より関係式 ク)]+ ) ]=0 が成り立つ。すなわち,気体の内部エネルギーとビストンの位置エネルギーの 和は保存する。この関係式と,理想気体の状態方程式を用いると, I2=L, a, T:=[サ{T, a}]であることが分かる。 設問2):状態0(体積 Vo, 圧力 P) から出発して状態1(体積 Vi, 圧力 P)に至る 設問(1)の過程を,圧力Pを縦軸,体積Vを横軸にとったP-V図として表せ。 ただし、状態1の気体の体積をViとした。解答では,V軸上に V。と Viを,P 軸上に P。とPを明記せよ。また,変化の方向を矢印で表せ。 ピストン 質量 M 断面積S 円筒部A 円環部C 円筒部B- L 断面積 aS 加熱冷却器 )の中に与えられた文字を用いて答えよ。ただ 口には同じ数式が入る。 P 0