高1物理基礎の波と音です。 この問題の解き方を簡単で良いので教えていただきたいです。 答えも添付してあるので参考にしてください。 ご回答お待ちしております。

問5. 図のように、長さを変えられる開管の一端の近くで、 振動数f [Hz] の音叉を鳴らす。 音叉を鳴らしながら管を ゆっくり伸ばしていくと、 開管全体の長さが L1 [m] になったとき 気柱が共鳴して大きな音が聞こえた。 さらに管を伸ばしていくと全体の 長さが L2 [m] になったとき、 再び大きく聞こえた。 L2 の長さは L1 のおおよそ 1.5倍で あった。 次の問いに答えなさい。 ただし、 管は薄い材質で両端の径の違いは音波に影響を 与えないとし、開口端補正は常に一定とする。 (ア) 音叉の出す音の波長はいくらか。 L1 L2 を用いて答えること。 (イ) 開口端補正はいくらか。 L1 L2 を用いて答えること。

(3)のニが分かりません。 普通に1×Qじゃだめなんでしょうか？

166 2021年度 物理 次の文章を読み, ほ 答欄にマークせよ。 い 立命館大学部個別 (理系) イ に適切な数値を解答欄に記入せよ。 また, には指定された選択肢からもっとも適切なものを一つ選び、解 図1のように xyz軸を取り, 一辺の長さがLの正方形で厚さが無視できる導体板 A,B をそれぞれx = 0,x=d (ただしd>0)の位置に固定した。 導体板Aは 接地されており, 導体板Bには電気量Q(ただし Q > 0) の電荷が与えられてい る。また、以下の〔1〕〔2〕〔3〕 において、導体板や誘電体の中心は常にx軸 上にあり, 正方形の各辺はy軸、z軸と平行であるとする。 真空の誘電率をe とし, Lはdよりも十分大きいものとする。 ろ 〔1〕 図1において, 座標 (d-r,r, 0) に点P, 座標 (d,r,0)に点Rを 取る(図2)。ただし,0<r<d0<r</1/2であるとする。点Pでの電場 の向きは であり,大きさは である。 このとき, 導体板B の 電位を Vo とすると, Vo = は であり, 導体板 A,Bの間に蓄えられる静 電エネルギーを U とすると, U = に である。 また, 外力を加えて電気 量 g の点電荷を図2の原点Oから点R まで線分OR上をゆっくりと動かすと き, 外力がする仕事は ほ に等しい。ただし, |q| はQに比べ十分小さい とする。 〔2〕 図1において, さらに導体板 A,Bと同じ形状, 大きさを持ち,接地された 3 導体板Cをx=no dの位置に固定した (図3)。 十分な時間が経過した後,導 2 体板 B の電位は ×V となる。 また, 導体板 A,Bの間に蓄えられる 静電エネルギーは ×U となり,導体板 B, Cの間に蓄えられる静電 ×U となる。 エネルギーは 〔3〕 図1において、 今度は一様な比誘電率3を持ち, 断面が一辺の長さLの正 d 方形で厚さの誘電体 (絶縁体)で導体板 A を完全に覆った (図4)。 誘電体 では、誘電分極によってその表面に電荷(分極電荷)が現れ、誘電体内部の電 場を弱めるはたらきをする。 比誘電率を考慮すると,図4の「表面D」に現 れる分極電荷の電気量は = ×Qとなることがわかる。 また, 十分な時

右ネジをどのようにこれ使ってるんですか？磁力の向きないから分からないですよね。

電車の回生ブレーキは、 減速するときにモーターを発電機として 388 動くコイルに発生する誘導起電力 右図のように。 長い直 線状の導線にI[A]の電流が流れている。 1辺の長さが[m]の正 方形コイルを導線と同じ平面内に置き、矢印の向きにv[m/s]の 速さで動かす。 コイルの辺PSが導線 A から [m]の位置を通過 する瞬間,コイルに流れる電流を求めよ。ただし,コイルの抵抗 R〕 真空の透磁率を仰4 [N/A2] とし, コイルの自己インダ センサー 130 133~ クタンスは無視する。 389] 誘導起電力 右図のように, 鉛直上向きに磁束密度 B[T] の磁界がある。 長さ [m] の金属棒 OP が 点Oを中心 として水平面内を角速度ω 〔rad/s]で回転している。 OP の誘 導起電力の大きさはいくらか。 また, 点0と点Pのどちらの 電位が高いか。 センサー 134 M IN PAD b A S! kr→ JAB 解 390 モーターの原理 右図で, コの字型の回路が水 平面内に置かれていて、 磁束密度B[T]の一様な磁界 が鉛直上向きにかかっている。 Eは起電力 E〔V〕 の電 池 M 質量 [kg]のおもりである。 摩擦はないも のとし 回路を流れる電流のつくる磁界は無視できる ものとする。 コの字型の導線の間隔を[m], 重力加 速度の大きさを g〔m/s ] とする。 導体ab には R[Ω]かり!! 〕 の電気抵抗があるものとし、質量は無視する。 AB a 凸 TES E (1) スイッチ Sを入れたところ,Mは上向きに静かに動き出した。 スイッチを入れた 直後の,回路を流れる電流 I [A] とおもりの加速度α〔m/s'] を求めよ。 (2) おもりの速さが一定になったとき, 回路を流れる電流 電池の消費電力 おもりの 速さ,1sあたりに導体 ab で発生する熱量とおもりを持ち上げる仕事率を求めよ。 132

【右ねじの法則】何をどうみたら、これが時計回りになるのかわかりません。

F=mH 小さな磁極間にはたらく力 は, |m|.|ma| F=k (磁気力に関するクーロン の法則) H ●センサー 127 小磁針のN極は合成した 磁界の向きを指す。 右ねじの法則 H Tb Hs=kmx (4L) 2 16L2 (2) 右図より,H⊥Ⅱだから、 H=√H² + H₂² 232 第IV部 電気と磁気 kmm 例題 83 円形電流と小磁針 右図のように、半径r[m]の円形コイルを,水平面に垂直 に,コイルの円と水平面の交わる線が南北方向に平行になる ように配置し, コイルの中心に小磁針を置いた。コイルに IAの電流を流したところ、小磁針のN極が北西の向きを 指した。 この地点における地球の磁界の水平成分の強さはい くらか。 また、コイルに流した電流の向きを答えよ。 2 kmm 2 16L2 (N/Wb) + 912 /337kmm 144L2 2r 解答 円形コイルの中心にできる磁界の強 さをH[A/m〕 とすると N - [A/m〕 -5L- 北 367 円形コイル H' H= 「地球の磁界の水平成分の強さを H [日 [A][m]とする。 小磁針のN極は、その真上から見だ 点における合成した磁界の向きを向くので、 合成した磁界をH' [A/m〕 とすると、上図のような関係が 45° I る。これより, H=Hとなるから, Ho=. [A/m] 2r せん 右ねじの法則より、コイルを流れる電流の向きは、 イルを東側から見て時計回りの向き。 元 例題 85 各辺の とる。 車 を流した Nのy座 ア数 q[C), E (1) 半 (2) 流 (3) n •+ ホール交 のつり qE-

57番の回答について、Qがhだけ下がったのであれば位置エネルギーの変動は -Mgh+mgh となるのではないのでしょうか？

57 糸で結ばれた P, Q を定滑車にかけ, 静かに放す。 Q がん だけ下がったときの速さを求めよ。 m<M とする。 58 前問で,Pに下向きにv の初速度を与える (Qは上向きに で動き出す) と, P ははじめの位置よりどれだけ下がるか。 P m M Q

この問題の（4）（5）で何故解説の図ｃ、図dが示すようなa,bの長さが分かるのですか？ 教えて頂けると嬉しいです

32. 〈ゴムひもに取りつけられた物体の運動〉 水平な台の上に質量mの物体Aを置き, 図のように自然の長さのゴムひもBを取り つけた。 ゴムひもの右の端を持って水平方向 にゆっくりと引くと,ゴムひもが自然の長さ からαだけ伸びたときに物体が動き始めた。 その瞬間にゴムひもを引くのをやめたところ, 物体ははじめの位置からだけ移動して止まった。 台と物体の間の静止摩擦係数をμ, 動摩 擦係数をμ',ゴムひもが自然の長さからy伸びたときの弾性力は,kを比例定数としてky とする。 重力加速度の大きさをg とする。 また, μμ' とする。 (1) 物体が動き始めたときのゴムひもの伸びα とμの関係を示せ。 (2) ゴムひもが1+αの長さに伸びたときにゴムひもに蓄えられている弾性エネルギーを求 めよ。 (3) 物体が止まるまでに摩擦力がした仕事を求めよ。 (4) 物体が止まったとき, ゴムひもがたるんでいたとする。 μとμ'の間にはどのような関係 があるか, a b を含まない不等式で示せ。 (5) 物体が止まったとき, ゴムひもが自然の長さよりも伸びていたとする。 このとき ゴムひ もにはエネルギーが蓄えられていることに注意して、移動距離6をm,g, k, μ, μ'′ を使 って表せ。 〔学習院大〕 A m x = 0 B 金沢大」 x=l

3番が分かりません。 t＝8まではだせたんですが、その後②の公式を使って求める事ってできないのですか？距離をXと置いて。

の移動距離はい 3 初速度20m/s,加速度 4m/s² で動く物体の速度が12m/sとなるまで に何秒かかるか。 また, それまでの走行距離/はいくらか。 落体の運動

なんでこれ強め合うんですか？明るい、暗いの条件、言われてないんですけど

る。 少の薄 RU 真 どのよ 943 ラス 目の可視 94 光 装置で、光源から波長の光を入射させて実験をし 299 ヤングの実験 右図のようなヤングの実験の 点を原点O, スクリーンと複スリットの距離をL た。 S, S, がら等距離の位置にあるスクリーン上の (1) 屈折率n, 厚さの物質Aをスリット S, の前に置いた。 このとき, 光は物質に対 してほぼ垂直に物質を横切るものとして, 単スリットと複スリットの間で生じる光路 = dはLに比べて十分小さいものとする。 差を求めよ。 (1)で、もともと原点Oにあった縞模様はどちらにいくら移動したか。 (3)物質Aを取り除き,スリット So を図の矢印の向き(下向き)にゆっくりと動かした。 物質を取り除いた後,干渉縞の明暗が初めて反転したときのS,S,-S,S2 はいくらか。 5番目と だけずれ | Step ただし、 94 3 解答編 p.163~166 (1) id, 0, を用いて表せ。 次に、図2のように波長がわずかに異なる。 波長の光を当てると, その1次の回折光を同じ 源 201 300 回折格子 格子定数d の回折格子に,波長入の単色 光を当ててスクリーンに向かわせると,図1のようにスク リーン上で明点が観察された。 図2のように、回折格子に 入射する光の進行方向と回折格子に立てた法線とのなす角 回折光と回折格子に立てた法線のなす角をβとする。 ここでは,α<βの場合を考え, 反射面に入射した光は, 反射面を中心とした素元波を発生させて、 様々な向きに広 がって進んでいくと考えてよいものとする。 (1) 経路 AD, BC をそれぞれ求めよ。 (2) 隣り合う回折光が強め合うときの条件式を書け。 図2 (3) 入射角α = α′で入射し、同じ角度で反射した光 (0次) に対して,最も近い明線の回折光 (1次) がβ=β' を満たすとき,角α'と'の間に成り 立つ式を求めよ。 の方向で観測するためには,回折格子をゆだ け傾ける必要があった。 (2) 経路の差P'A+ AQ' をd, p, 0, を用いて表 せ。 (3) - d, 0, を用いて表せ。 ただし, in cosp=1 と近似せよ。 である。 1 A 入射光 d S 回折格子 6801 回折格子図1は、格子定数dの回折格子に垂直に波長入の光を当て,入射光と の角をなす方向で干渉が起こることを説明した図である。このとき, 1次の回折光は 0 = 0, の方向で干渉を起こした。 PLA A 10 1 図1 図1 スクリーン 回折光 C D B 101 図2 (2) ASP'=, ∠ASQ'=0,-p 基礎 物理 23 その回折と干渉 185

物理基礎です。(2)で、なぜ左辺が0−1/2kL²になるのか教えてください🙏

[知識] 165. 摩擦力と力学的エネルギー●水平面上で, ばね定数kのばねの一端が固定されている。 ば ねの他端に質量mの物体を押しつけ, 自然の長 さからLの長さだけばねを縮め, 静かにはなす A a\mk! と,物体は,ばねが自然の長さになったときにばねからはなれ、点Aを通り過ぎてある 位置で静止した。図の点Aから左側はなめらかな面であるが、右側は動摩擦係数が の粗い面である。重力加速度の大きさを」として,次の各問に答えよ。 (1) 物体がばねからはなれ,点Aから左側を運動しているときの速さを求めよ。 (2) 物体が点Aから静止するまでにすべった距離はいくらか。 [知識] 166. 摩擦のある可 -0000000

「Lcmのばねの一端を固定し他端におもりをつけると、ばねはL₁cmになり、このおもりを全部水中に入れるとばねはL₂cmとなった。このおもりの比重を求めよ。」 という問題がありました。解説では「空気中における1cmばねが伸びるためのおもりの重さwはw=k(L₁-L),水中にお... 続きを読む