すべて教えて欲しいです

IXABJ 4 高さ39.2mのビルの屋上から,小球を初速度 9.8m/sで鉛直下向きに投げおろした。 重力加速 度の大きさを9.8m/s2 とする。 また, √5=2.23 とする。 次の各問に答えよ。 (1) 小球が地面に達するのは何s後か。 (2) 小球が地面に達する直前の速さを求めよ。 (3) 小球がビルの中央を通過するときの速さを求めよ。 ただし, 解答は小 数第一位を四捨五入して整数で答えなさい。 9.8139℃ Y = √²=gte 1000 ant #=392 39.2m 0000 9.8m/s

熱力学第1法則のW仕事に関して、気体がする仕事と表すときと気体がされる仕事と表すときの2通りがありますが、これは問題の問われ方によって使う式を変えた方がいいですか？ それとも、何かある考えを身につけておけばいちいち問題によって第1法則の式を変えずに済んだりしますか？

（1の解き方教えてください！

4 次の 【A】, 【B】 の各問いに答えよ。 思考・判断・表現 【A】 4.9m/s の一定の速さで鉛直に上昇しつつある気球から, 静かに小球を落とした。 小球を落とした点の高さは地上から 58.8mの所であった。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 地上で静止している人から見ると, 物体はどのような 運動をしているか。 適切な運動を ① ~ ⑤ から記号で選べ。 ① 自由落下 ② 鉛直投げ下ろし ③ 鉛直投げ上げ ④ 水平投射 ⑤ 斜方投射 (2) 地上で静止している人から見た, 投射直後の小球の速度を求めよ。 ただし, 向きは上向きまたは下向きで答えよ。 (3) 小球が地上に達するまでの時間ts] を求めよ。 Q ↑ 4.9m/s 58.8 m

（1）の考え方を教えてください！ 2枚目は解説なんですが、58.8mの高さで小球を落としたのになぜグラフは58.8よりも高いところまで続くのですか？

4 次の 【A】, 【B】 の各問いに答えよ。 思考・判断・表現 【A】 4.9m/s の一定の速さで鉛直に上昇しつつある気球から, 静かに小球を落とした。 小球を落とした点の高さは地上から 58.8mの所であった。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 地上で静止している人から見ると, 物体はどのような 運動をしているか。 適切な運動を ① ~ ⑤ から記号で選べ。 ① 自由落下 ② 鉛直投げ下ろし ③ 鉛直投げ上げ ④ 水平投射 ⑤ 斜方投射 (2) 地上で静止している人から見た, 投射直後の小球の速度を求めよ。 ただし, 向きは上向きまたは下向きで答えよ。 (3) 小球が地上に達するまでの時間ts] を求めよ。 Q ↑ 4.9m/s 58.8 m

重要問題集をやっていてふと気になったので質問します。運動量保存則において速度はもともとベクトルですからですから±も含んでいると認識しています。しかし、写真の問題の解答では元の運動量保存則の文字の前に➖がついていますが、これはどうしてですか？

36. 〈水平面上での2物体の衝突〉 なめらかな水平面上に、同質量 m[kg] の2個の小物体AとB がある。 図に示すように、静止しているBにAを左側から速さ V[m/s] で衝突させたところ, 衝突後のAの速度ベクトルは,大 きさは VA [m/s]で,衝突前のAの速度ベクトルとなす角は [rad] であり,Bの速度ベクトルは, 大きさは Ve〔m/s] で, 衝突前のAの速度ベクトルと なす角はβ〔rad] であった。 B A V AVA & B B VB (1)まず,衝突前のAの運動方向と平行な, 運動量の成分について考えよう。衝突前と衝突後 で, 小物体AとBの運動量成分の和が等しいことを表す式を書け。 (2)次に,衝突前のAの運動方向と垂直な, 運動量の成分について考えよう。衝突前と衝突後 で,小物体AとBの運動量成分の和が等しいことを表す式を書け。 (3) VA と VB をそれぞれ, V, α, β を用いて表せ。 2 (4) 特に, α+B=7 であった場合, 4E 〔J〕 を求めよ。 ただし, 衝突前の小物体AとBの力 学的エネルギーの和を E 〔J〕, 衝突後の小物体AとBの力学的エネルギーの和をE' [J] と したとき 4E=E'-E である。 [15 名古屋工大]

どうして疎密のところが速度が最大になるんですか？

けである。 12.0 (m) 数を求めよ。 -- 40 半周期 T後に観 X Step 3 140 [縦波x軸上を正の向きに伝わる縦波 がある。ある時刻に媒質の密度を調べたと OR 20 y, 04 ORE Xo ころ、右図のようになった。 縦波が存在しな いときの媒質の密度を ρ とし,密度が最大 フェス 値をとるx=x から、 次に最大値をとるx=xgまでのxの区間を8等分して,順に 1, …. とする。 軸方向の変位をy 軸方向の変位に変換して, 縦波を横波と同じよ うな波形で表現したy-x グラフとして最も適切なグラフを,下記の①~ ④ から選べ。 また、媒質のx軸方向の速度を示すグラフとして最も適切なグラフを,下記の ①~④から選べ。 y, 04 X2 X2 (1) 解答編 p.72~73 XA X4 fa X6 /x8 X6 x8 XC PA 77 port XC Y, VA ORE $31 y, v XO X1 X2 xo ORE xo X3 X4 X5 x2 (2) X4 (4) X2 XA X6 X7 X8 X6 X8 x6 X8 x XC 8 しな3 波+80

垂直抗力の本質は、力を受けた時に少しだけ潰れた物体が元に戻ろうとする力なのだと物理のエッセンスに書いてありました。 変形しない硬い物体である剛体からは理論上、垂直抗力は生まれないということですか？

写真の赤線部では交流回路でのコイル、コンデンサーはそれぞれ (電圧の実効値)=(リアクタンス)×(電流の実効値)という式が成り立つと書かれていますが、この電流電圧の実効値は抵抗を流れる電流と同じ(最大電圧(流)の1/√2倍した)数値ですか？最大電圧(流)を1/√2倍したもの... 続きを読む

■コンデンサーのリアクタンス 式(27)より、Io=ωCV であるからwC=- 1 とおいて Vo=X。 と表 Xc すと、電流の最大値 Ⅰ と電圧の最大値 V。 との間には, オームの法則と類 似の関係が成り立っており, Xc は電気抵抗に相当する物理量となってい -p.250 ることがわかる。 このXc をコンデンサーのリアクタンス (容量リアクタ ンス)といい, 単位には電気抵抗と同じオーム (記号 Ω) を用いる。 コンデンサーのリアクタンス 1 (28) XcwC 式(24)より、Io= Xc [Ω] コンデンサーのリアクタンス w [rad/s] 角周波数 C〔F〕 電気容量 コンデンサーでは, 角周波数 ωや電気容量Cが大きいほどリアクタンス 小さくなり, 電流は流れやすくなる。 また, 電圧の実効値 Ve と電流の 効値との間にも同様に,Ve=Xce という関係が成り立つ。 コイルのリアクタンス Vo であるから,wL=Xとおいて Vo=X。 と表す WL と、電流の最大値と電圧の最大値 V。 との間には,オームの法則と類似 の関係が成り立っており, XL は電気抵抗に相当する物理量となっている reactance ことがわかる。 このXL をコイルのリアクタンス (誘導リアクタンス)と いい, 単位には電気抵抗と同じオーム (記号 Ω) を用いる。 コイルのリアクタンス XL=wL (25) XL,[Ω] FELL FAC コイルのリアクタンス w [rad/s] 角周波数 hata To 4 10 L [H] 自己インダクタンス スが大きくなり, 電流は流れにくくなる。 また, 電圧の実効値 V と電 実効値との間にも同様に, Ve = Xile という関係が成り立つ。 コイルでは, 角周波数や自己インダクタンスLが大きいほどリアクタ

(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0＜ω^2LC＜2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか？ 出典:難問題の... 続きを読む

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193

写真の赤線部についてですが、なぜ1次コイルの誘導起電力の大きさは電源電圧(この場合、交流電源の電圧)と等しいのですか？

C 交流による送電 変圧器 世界中で交流がよく用いられて 1次コイル いる理由の1つに,変圧器(トラ transformer ンス) を使って簡単に電圧を変え られることが挙げられる。 変圧器は、図24のように共通 の鉄心に2つのコイルを巻いたも のである。 1次コイルに交流電流を流すと, 鉄心の中に変動 する磁界が発生する。 この磁界は2次コイルを貫く ため,電磁誘導によって2次コイルにも変動する電圧が発生する。 1次コイルの巻数を N1, かける電圧を V1, 流れる電流を In, 2次コイ ルの巻数を N2, 発生する電圧を V2, 流れる電流をIとし, コイルの抵抗 は無視できるものとする。 1次コイルに電流を流し, 時間tの間に鉄心 の中の磁束が⊿だけ変化したとすると, 1次コイルの誘導起電力の大き さは,電源電圧の大きさに等しくとなる。また、発 が鉄心の外に漏れないとすると,2つのコイルを貫く磁束の変化は等 しいので,2次コイルの誘導起電力の大きさは,V2-№.2c れる。したがって, 1次コイルの誘導起電力の大きさ V1, 2次コイルの で表さ 2次コイル 第4部 電気と磁気 図 24 変圧器 ル側で周波数は変化しない。 1次コイル側と2次コイ Check p.296式(2) V=-N² 40 4t 18 誘導起電力の大きさ V2 と, それぞれの実効値 Vie, V2e, および巻数N, Mi coraz N2 との間には, 次の関係が成り立つ。 V1_Vie _ N1 (21) V₂ V2e N₂ また,エネルギーの損失がない理想的な変圧器では, 1次コイルと2次 コイルで電力が等しい。このとき, 1次コイル, 2次コイルを流れる電流 の実効値をそれぞれ Ine, Ize とすると, Vielle = V2eze という関係が成り 立つ｡ 1 2 20 ■変圧器の2次側に何も接続しなければ, I2=0 となる。 このとき, 1次側は単なるコイルとなっ て電流が流れるので, Le0 である。 すなわち, Vielle = V2eIze は厳密には成り立たない。 実際の 変圧器では, コイルの巻数を多くするなどして Ize = 0 のときのeを小さくしている。