問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ｡ F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

高校物理　LC振動回路 Ⅱの（1）の答えが0A になるのですが、その理由がわかりません。 抵抗R2に電圧がないから流れないとあったのですが、導線で繋がっているので、 V=IR2　 の電圧があるのでは、と考えてしまいます。 間違っている点を教えてください。

3 図1でEは起電力 E [V] の電池, R1, R2 はそれぞれR, [Ω], R2 [Ω] の抵抗, Lは自己 インダクタンスLのコイル,Cは電気容量 C [F] のコンデンサー, S1,S2, S3はスイッチ である。以下の設問に答えよ。 ただし, 電池およびコイル内の内部抵抗は無視できる。また, 電流は図1の矢印の方向を正, ab間の電圧はa側が高電位の時を正とする。 I 最初すべてのスイッチは開いており、またコンデンサーは帯電していない。 S を閉じ て十分に時間が経過するとコイルLに流れる電流が一定となった。 コイルLに流れる電流 および蓄えられるエネルギーはいくらか。 E S1 R1 L a b 図 1 (5) 二つのスイッチがいて およびCを用いて ab間の電圧 S 2 R2 0 S3 C AL Raforom TVLC 2T LC コイルの電流 TVLC 2T LC 図3 → +[s] 図2 t[s] (6) S.を閉じ、かつ ⅡⅠの状態でスイッチ S2 を閉じた。 (1) スイッチ S2 に流れる電流はいくらか。 (2) その後, スイッチ S」 を開いた。 その直後のスイッチ S2 に流れる電流, ab 間の電圧, および抵抗 R2 で消費される電力はいくらか。 (3) その後コイルLを流れる電流は減少する。 減少の速さは R2 の大小によってどう変わ るか。 理由とともに記せ III ⅡIでは,Iの状態でスイッチ S2 を閉じた場合の現象を考えた。ここでは,と異なり, I の状態でスイッチ S2 のかわりにスイッチ S3 を閉じた。 (1) その後、スイッチ S, を開くとコイルLに流れる電流は図2のように正弦波的に振動 した。 周期は2π√ LC [s] であった。 図3の座標を写し,その上に ab間の電圧の時間変 化の様子を描け。ただし, スイッチ S を開いてからの時間をt [s] とする。 (2) コイルLの電流が0 [A] となった瞬間に,スイッチ S3 を開いた。 コンデンサーCに 蓄えられる電荷はいくらか。

熱気球の問題（体系物理157）の解答に関して質問です。 模範解答では傍線部において R/M=一定 としています。 Rの値が気体の状態に関わらず一定値をとることはわかります。しかし、空気のモル質量Mが、気体の状態に関わらず一定値を取ることが自明だとは思えません。 (実際、高... 続きを読む

P₂= P₂T₁ P₁T₂ 01 157 (イ) 気体定数をRとすると,気体の状態方 程式より pV=nRT⇒pV=™RT M ⇔p=1RT M PR 1/17-11--22 = =一定 PT M (p:密度, M: 空気のモル質量, Sar m: 空気の質量) 大気の温度や密度は高度によって定まるので、 圧力も高度によって定まる。 したがって, 地 上付近での大気の圧力をか とし、気球内部 の空気の密度を ρ とすると

物理基礎の問題です！ ⑨の（1）は解けたのですが（2）がわかりません。 ⑩は３つともわかりません。 教えてください🙇‍♀️！

kx ng 質量 止めよ。 味は =2]と 19 【カのつりあい ⑤】 傾きのなめらかな斜面の下端にばね定数kの軽いばねの一端をつけ、他端 に質量mのおもりをつけて斜面上で静止させた。 重力加速度の大きさをg とすそ と る。 (1) おもりが受ける弾性力の大きさ F,垂直抗力の大きさ N を求めよ。 (2) ばねの自然の長さからの縮みを求めよ。 mmmmmm 10 【カのつりあい ⑥】 重さ (重力の大きさ) W [N] の小球に2本の軽い糸1, 糸2をつけ, 天井に固定 したところ, 1, 2 が鉛直方向となす角がそれぞれ30% 60° であった。 糸1 130° $1. EL ctott Ton 2 1 60° ン

重さ100kg(N)のジェットコースターが時速144km(秒速40m)に到達するために必要な高さはいくつですか？ (g=9.8≒10m/sとする)

なぜ加速度が最大になるのは±xoのときなのですか？ 右向きが正なので1番左に来たときだけ最大になるのではないのですか？

181 2本のばねにつながれた物体の運動 図のよう P000000~80000001 A 物体 B に,なめらかな水平面上に置かれた質量mの物体に, ばね O x 定数がそれぞれk1,k2 の軽いばね A, B をつけ, 他端をそれぞれ壁 P, Q に固定する。 このときばね A, B はともに自然の長さであった。 このときの物体の位置Oを原点とし 右向きをx軸の正の向きとする。 物体を正の向きに x だけ移動させてから手をはなす と,物体は単振動をした。 (1) 物体が位置xにきたとき, 物体にはたらく力Fと物体の加速度 αを求めよ。 (2) 物体の加速度の大きさが最大になる位置 x を求めよ。 (3) 単振動の周期T を求めよ。 例題 37 194,195 I

写真の波線部について質問です。十分時間がたったらコンデンサーの電気量は変化するとのような書き方がされていますが、コンデンサーは電池がなくなっても(スイッチが切れても)電気を蓄え続けるのではないのですか？なぜ電流が流れ出し電気量に変化が起こるのか解説よろしくお願いします

(3) スイッチを開くと, C の上側の正の電気と, 2C の下側の負の電気が 引力で引かれ合って, 放電が始まる。 「スイッチを開いた 直後」なので, 「コンデ ンサーから電流は流れ 出すが、まだ時間が 縫っていないので、電 気量に変化はない｣と いうこと。 よって, 図cのように Cの電気量は CV, 2C OFF!直後 の電気量は2CVのまま同じ で,電流ﾑが放電して いる。 ⑦ : + IR + IR-V2 - :. I₁ = = = 1 2R (V1 + V2) V 6R Sp 1 2 2R (V + 1/ V) ・V 9 20 週間放電 10₁ I₁ IR Stem C ア I₁ 015 TR →h L 図 C ++++ ま +C VS 91.2 まだ 不変 V₁ -CV₁ ++++_ +2CV₂ V₁ V1 = 0 0=V - Si + US+ : ⑧ { 0=-40-1)+0+0+0 2C V₂ -2CV₂ DEUS (RE

2-5までの問題を教えて頂きたいです。問題量が多く申し訳ありません🙇‍♀️

35 着目物体の選び方 ② 次の文を読んで . | に適した式をそれぞれ記せ。 質量がMの台車1とM2の台車2がある。 台車1は水平な床の上に置かれてなめらかに 動き、その水平な上面ABの上に質量mの 箱がのっている。 箱とAB面の間には摩擦力 (静止摩擦係数μ)がはたらく。 箱と台車2は, 図に示されたように,なめらかに回転する滑 車Eを通じて一定の長さの糸で連結されてい る。 台車2は,台車1の鉛直な壁面BCに接してなめらかに動く。 滑車と糸の質量は無 視してよいものとする。 台車1の鉛直な壁面 AD を押す水平方向の一定な力をFとし, 重力加速度の大きさ する 一定な力 F A D 箱 TTL 台車1 M₁ B E M2 台車2 を C S (1) 最初に F=0 で, 台車 1, 台車 2. 箱がともに静止した状態を考える。 このとき箱に はたらいている力は、鉛直方向の重力と, AB面に垂直な方向の抗力(イ)糸の張 力, AB面に沿った左向きの摩擦力 (ロ) である。 また. 箱が滑りださないための 条件式は, で与えられる。 (2)次に力FをAD面にはたらかせて, 台車1 を一定の加速度で走らせたところ, 台 車2と箱はともに, 台車1に対して静止した状態を保ち続けた。 このときの台車1の 加速度は である。 また, 箱にはたらいている力は,重力と、張力 T= (ホ). 垂直抗力 R, 摩擦力 S= () である。 ここで摩擦力Sは, 左向きを正とする。 一方, 台車1と台車2の間には, 水平方向のカナ= (ト) がはたらいている。 (3) 設問(2)において, 台車1の水平方向の加速度α と, 台車1が床から受ける鉛直方向 の抗力Hとを質量M, および種々の力 F. T. R. S.fを用いて表すと, a= H=(ﾘ) となる。 (4) 設問(2)の運動は.力Fがある値 (ヌ) 以下の場合に可能であるが,この値をこえる 場合には、箱は AB面上に静止することができず, AB面上をすべる。 (5) 箱とAB面上の間に摩擦がない場合でも,適当な大きさの力F=ル |をはたらか せると,設問 (2)と同様の運動 (すなわち, 台車2と箱がともに台車1に対して静止し た状態を保つ運動) が可能である。 〈京都大〉 第1編 力学

解説のB→C、C→Aの求め方が理解できません。噛み砕いた説明をお願いします。

[正解] 2PoVo [解説] A→Bの過程は体積変化がないので仕事w=0 7/B→Cの過程は､ 膨張仕事をするのでw = (Po+3P)x (3Vo-Vo)/2=4PoVo C→Aの過程は長方形の面積 (ただし、 圧縮されるので仕事をされる) w=Pox (Vo-3Vo)=-2PoVo したがって、 全過程の仕事w=0+4PoVo-2PoVo=2PoVo なお一般的にあるサイクルで気体がした仕事の大きさは、そのサイクルで囲まれた面積 (この設問の場合三角形ABCの面積) で求められる。

緑のマーカーで引いているのがテストで間違えたところですべて分かりやすく解き方と解説お願いします🙇‍♀️ 今日中に答えてくれると嬉しいです！！！ 宜しくお願いします！！！

p²-v₁² = ( 4 【選択肢】 (ア) votax いものや、不正をした (4) 3.72x106-2.5x105 37.2×105-2.5×101 12.5 1年物理基礎 1 文字,ox,a, を使って、以下の加速度運動の3つの公式をすべて書きたい。 次の文中の (①)~( に当てはまる文字式を,以下の選択肢 (ア) (カ)のうちから1つずつ選び記号で答えよ。 1つめの公式は、セー (① (3) となる。 (2) 5.1+3.56 =8,66÷8.7 右向きに 2.0 いないものは受け付 34.73.47×10 3.5 図は ラフの接線である。 次の各問に答えよ。 Tox soubun in 16.0-40 4,0-2,0 (イ) Dotat (15) vot+at² (I) vo+at² (オ) 2at (カ) 2ax 以下の例にならって、有効数字の桁数に注意して、次の(1)~(5)の測定値を計算せよ。 足し算引き算) の有効数字】 計算結果を、測定値の末位が最も高い数字に合わせて四捨五入します (991) 23.45+5.6=29.05 29.1 ko 5.0 9.0 6.0m15 で,2つめの公式は、y= (1) 2.6+1.6 (3) 8.5+4.5 = 13.0 (4) 4.20.6 = 3.6 42 3 以下の例にならって、有効数字の桁数に注意して,次の(1)~(5)の測定値を計算せよ。 (1) 3.2x102+2.5x102 (2) 4.75x 10³ +2.7x 10¹ (3) 5.1×10^-2.4x 10 (5) (6.0×10)×(2.5x102) 5 左向きにも (1) 時刻 20sから4.0s の間の、物体の平均の速度はいくらか。 (2) 時刻 2.0sにおける瞬間の速度はいくらか｡ b 12.0 2,0 12,0 想文コンクールに応 。。 = 6.0 から 5.0t….30 (55) (②)で、3つめの公式は、 の表紙をつけて提出 4.75 -20=10+5.00 -5.00-10+20 -5.00=30500y9.0 to bo やか課題考査ⅡI 45 6.0 30 15,00 15×10. x[m]と時刻 [s)との関係を表している。 図中の直線は、 時刻 20sにおけるグ 軸上を運動している物体の位置 4,75 27 31.05 2 x [m) ↑ 16.0 12.0 9.0 (+)31-75×10² 4.0 1.01 0 5枚(1 3.175×100 0.76 314 4 (5) 4.20.76 = 3.4434 Vi Vo+at V1.0.0,50 2,0 1,0410 2.0 品 5 次の各設問に答えよ。 ただし, ベクトル量の答え方に注意せよ。 --+(214-0) (43,910) (1) 一定の速さ5.0m/sで直線上を走るとき, 9.0s間に進む距離は何mか。 9.0-40 32:50 (2) 静水の場合に速さ5.0m/sで進む船が, 速さ 1.0m/sで流れる川を下流から上流に向かって進んでいる。 岸から見た船の速度はいくらか。 (3) 直線上を右向きに速さ1.0m/sで歩いているA君から, 左向きに速さ5.0m/sで走っているB君を見たときの相対速度 10mls を求めよ｡ 神速度(Vo) -5.0-(+10) Vo = -5.0-1.0 = -6.0% 左向きに 6.0m/s 6.0m² V (4) 直線上を右向きに速さ10m/sで進んでいた物体が、一定の加速度の運動を始めて、 5.0s後に左向きに速さ20m/sと なった。 この間の加速度を求めよ。 Vo Dr 七 ↓ (5) 物体がx軸上を初速度1.0m/s, 一定の加速度 0.50m/s² 2.0s間運動すると、速度はいくらになるか。 符号を付け て答えよ。 12.7 (40問) ｢6 図は､ Aは原点 ただし, 1 1 2 3 4 t(s) (1) グ (2) 小 (3) 時 小 の (4) (5)