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物理 高校生

この問題の解説をお願いします🙇🏻‍♀️ 写真は2枚あります!

問1 古代エジプト人は、ピラミッド をつくる岩石を運ぶのに斜面を利用 したと考えられる。まず,斜面にそ って岩石を引き上げる力の大きさを 考えよう。 図1に示すように、質量 の岩石を摩擦のない斜面にそって, 図1 一定の大きさの力Fで距離sだけゆっくり引っ張り続け、地面から高さんまで引き上 げたとする。 力Fのした仕事と岩石の得た重力による位置エネルギーとが等しいとす ると、このときの力Fの大きさはいくらか。 最も適当なものを,下の①~⑤のうち. から1つ選べ。 ただし、重力加速度の大きさをgとし, 滑車の摩擦は無視できるもの とする。 仕事 ② mgh ①mg Imgs 2 次の文章は、ピラミッドづくりに関する生徒 A, B の会話である。 生徒たちの説明が科学的に 正しい考察となるように, 文章中の空欄ア イに入れる語句の組合せとして最も適当なも のを、下の①~⑥のうちから1つ選べ。 図2 Aピラミッドをつくるとき, 個々の岩石を地面か らある高さんの平面まで持ち上げ、 その平面に敷き詰める。 敷き詰めた層の上に 次の層を積むという作業のくり返しによって, ピラミッドを完成させるものとし よう。 簡単のため、 岩石の形と大きさ, 質量はすべて同じであり、 摩擦も無視す るものとしよう。 B: それぞれの層の岩石の数は、その層の面積に比例するよね。 だから, 図2のよう なピラミッドをつくる場合は, 高さんが高くなるほど, それぞれの層の岩石の数 はアね。また,個々の岩石を引き上げる仕事は, 高さとともにイね。 ア 多くなる 多くなる ③ 多くなる ④ 少なくなる ⑤ 少なくなる ① イ 大きくなる 小さくなる 変化することはない 大きくなる 小さくなる 少なくなる 変化することはない mn 13579 11 13 15 17 19 mgh 4 問3 岩石を敷き詰めて20層のピラミッドをつくるとき, 各層において必要な仕事は, どのように変化するか。 積んでいる層の数を横軸, 各層において必要な仕事を縦軸と したグラフとして, 最も適当なものを下の①~⑤のうちから1つ選べ。 仕事 mgs (5 h 13579 11 13 15 17 19 仕事 13579 11 13 15 17 19 層

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物理 高校生

(f)がわかりません。解説をお願いしたいです!

問2 図2のように、質量mの物体Aと質量 2mの物体Bを, 自然長し, ばね定数kの ばねで接続し、 問1と同じ床の上に置いた. ばねが自然長の状態で物体 A を原点に置き, 時刻 t = 0 に,物体B にのみ速度 vo (0) を与えた物体Aおよび物体Bの座標, 速 度, 加速度を、 それぞれ TA,UA, CA, および TB, UB, a とする. 物体Aと物体Bの大き さは無視できるとする. 運動の間, 物体 A と物体B は互いに接触しないとして, 以下の問 いに答えよ. (a) 物体Aと物体Bがともに壁に接していないとき, 物体A および物体Bの運動方程 式を,それぞれ, m, aa, aB, k, TA, B, lの中から必要なものを用いて表せ. 物体Aと物体Bの速度および加速度は、位置の時間tによる微分を用いて, d² IB dt2 dx A dt VA = (1) と書ける. 物体Aと物体Bの重心の座標,速度, および加速度を,それぞれ,G,UG, dxG ag とすると, 式 (1) と同様に, VG = d²xG dt2 ag= と定義される. 5 壁 1 d²xA dt2 aA= 2 dt →x " (b) πG , TA および B を用いて表せ.さらに, ac を, as およびaB を用いて表せ. (c) 問 2(a), (b) の結果から, ac の値を求めよ.また, 時刻 t における π を, t, vo, lの 中から必要なものを用いて表せ. = UB 物体Bの物体Aに対する相対位置 ™R は TR=TB-TA と書ける. このとき, 物体Bの物 dxR d²xR 体 A に対する相対速度 UR と相対加速度 OR は, 式 (1) と同様に, UR = と定義される. dt dt2 m An XA dB dt (d) 問2(a) の結果を使って, an を, m, k, πR, lの中から必要なものを用いて表せ. (e) 問 2(d) の結果から, 相対位置 TR は単振動をすることがわかる. この単振動の振動 中心と周期T を求めよ. (f) 時刻t におけるCA と B を to T, vo, lの中から必要なものを用いて表せ、さらに, TAとBのグラフを横軸をtにとり≦t≦2の範囲でそれぞれ描けなお、 t≦2の範囲では物体B は壁に衝突しないものとする. L 図2 2 2m 000 aB = IB 2 aR = B 壁2

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物理 高校生

この全ての問題の答えわかる方いらっしゃいましたら教えて欲しいです!

問題4 図のように、 直線部 AB, CD に半円部を組み合わせた形の走路の上を, 振動数 んの音を出しながら一定の速さで反時計まわりにまわっている車がある。 観測者 が一方の半円部の中心Pにいて、車からの音を聞いている。 問 | 観測者に聞こえる音について, 述べた文のうち誤っているものを、 次の①~④ のうちから一つ選べ。 D ①AB間では、車は点Pから遠ざかるので、 そのとき車の出す音は振動数の 音より低く聞こえる。 ② BC間では、車は点Pから遠ざかりも近づきもしないので,そのとき車の出す 音は一定の高さで聞こえる。 ③ CD間では、 車は点Pに近づくので、そのとき車の出す音は振動数fの音より高く聞こえる。 ④ DA間では, 車は点Pから遠ざかりも近づきもしないので,そのとき車の出す音は一定の高さで聞こえる。 問2 車が走路を2周するとき、 観測者に聞こえる音の振動数 ~④のうちから一つ選べ。 fと の差AFFの時間変化を表すグラフとして最も適当なものを、次の① 問題5 図(a)のように,2枚の平面ガラス板に細長い円柱をはさんでくさ び形の空気層をつくり, 単色光を真上から入射させた。 真上から 見ると図(b)のような等間隔の明暗の干渉縞が観測された。 干渉 稿は図 (c) に模式的に示すように、 くさび形の空気層の上下の境 界面からの2つの反射光の干渉によって生じる。 この装置を使っ て、細長い円柱の直径を測定することができる。 問1 オレンジ色の単色光(空気中での波長5.9×10-7m) を用い て、ある細長い円柱の直径を測定する実験を行った。 このとき, 上に置いたガラス板の左端と円柱の間に観測された干渉縞の 明線の本数は全部で210 本であった。 この円柱の直径は何 mm か。 最も適当な数値を、 次の①~⑥ のうちから一つ選べ。 ⑩ 1.2 ② 0.62 ③ 0.12 ④ 0.062 ⑤ 0.012 [⑥] ? M M m ti [時間 [時間] [時間] 0.0062 3 B 反射光 入射光 細長い円柱 問2 次の文章中の空欄 アイの中に入れる語句として最も適当なものを、 下の①~③のうちからそれぞれ一つ選べ。 ただし、同じものを繰 り返し選んでもよい。 なお, 「水で満たす前」とは,問の場合を指す。 この実験で、単色光をオレンジ色から青色に変えたとき、 干渉縞の数はア。次に, 単色光をオレンジ色にもどしてくさび形の空気層を水で 満たしたときに、やはり干渉縞が観測された。 このとき、干渉縞の数は水で満たす前と比べてイ ① 増加した ② 減少した ③ 変わらなかった

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