なぜ√2倍ではないのですか？

23* 基質量 M のおもりAとおもりBを糸で結び、 滑らかな定滑車と動滑車に図のように糸αをかけて つるす。 滑車の質量は無視でき, 重力加速度の大きさ をg とする。 平 a (1)Bの質量がm のとき, 全体は静止した。 糸αの 張力Tと m を Mg を用いて表せ。 (2)次に,Bの質量をm(>mo) とし、 全体が静止し ている状態からA,Bを静かに放す。 (ア) Aが高さんだけ上がったときの速さをぃとす 出る。このときのBの下がった距離と速さを求め よ。続けたところ、板は運動し、Pは AVIA M (イ)前問の間に,Bが失った重力の位置エネルギーはいくらか。 (ウ)Aの速さをM,m, hg を用いて表せ。 BA m (金沢大 +大阪電通大)

538の(4)で、解説は理解できるんですが、私の解答のどこが間違っているのかわかりません。 ご指摘いただければ幸いです。

<思考 538. 回転する導体棒■ 半径r[m]の円形導体と,その中 心 が,磁束密度 B〔T〕の一様な磁場中に磁場と垂直に置かれ ている。OP は円形導体との接点Tで,一定の摩擦力を受 けながら回転できる。 最初, スイッチSは開いている (1) [m]の導体棒 OP のまわりで自由に回転できる長さa B W r 0 T PAAD P R OPの先端Pに一定の大きさの力を加えながら,角速度ω [rad/s]で反時計まわ りに回転させるとき, OT間に生じる誘導起電力の大きさはいくらか。 a (2) 次に, スイッチSを閉じた。 棒OP を同じ角速度 [rad/s]で回転させるには,棒 OPの先端に,棒と直角な方向にさらに力を付加する必要がある。 その理由を述べよ。 (3) 抵抗 R[Ω]で消費される電力はいくらになるか。 / (4) 新たに付加する力の大きさはいくらか。 (金沢大改)

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

問9で、答えはぼやけるみたいな答えだったんですけどなんでですか？　

36 金沢大学 ★★☆ 18分 実施日 [ 図1のように, スリットSをもつ板X, 間隔がd [m] である2つの AとBをもつ板Y, およびスクリーンを, 板X と 板Yの距離がん [m とスクリーンの距離がL 〔m〕 になるように,線分 OP に垂直に置く。 はじめ、スリットSを位置Oに,スリットAとBの中点 O' を線分 配置し,波長入〔m〕 の平行な光線を板 X に垂直に照射したところ,ス 上に明暗の縞が現れた。 板Xと板Yの厚さは無視でき, スリットA 隔dは照射した光の波長に比べてじゅうぶん大きいとして, 以下の間に #1"Z OB> DA 述べる スクリーン 7772 047 X S h O' B d 図 1 L K R d 問1 板】 問1 板Xと板Yの間の領域でのスリットを通過した光. 板Y の右 は各スリットを通過した光, それぞれについて光の波面の概略を 問2 以下の文章中の □に最も適切な語句または式を入れ,スク 現れる明暗の縞についての説明文を完成させよ。 スクリーン上の明暗の縞は、波に特有の性質である光の (1) の 干渉

（4）の解説で、W>0というのはどこからわかるのでしょうか？

必修 基礎問 6. 熱力学と分子の運動 39 熱力学第1法則 AJE 圧力 [Pa] B P₂. CH 単原子分子の理想気体をピストンの付いた容器に 入れ、その状態を図の(a) A→B→C→D→A, (b) A→B→D→Aと2つの経路にそって変化させた。 ここでB→Cは等温変化, B→Dは断熱変化である。 図に与えられた [Pa], p2 [Pa〕, V1 [m²], V2 〔m〕 を用いて, 以下の問いに符号に注意して答えよ。 (1) A→Bの変化において、 気体に与えた熱量 〔J〕 を求めよ。 (2) DAの変化において、 気体に与えた熱量 〔J〕 を求めよ。 (3) B→Cの等温膨張において,気体に与えた熱量に相当する p-V グラフ の面積を図に斜線で示せ。 Ho X 気体の断熱膨張において, 温度が下がる理由を簡潔に説明せよ。 (5) B→Dの断熱膨張において,気体が外部にした仕事 [J] を求めよ。) (金沢大) A 0 V₁ CD 物理 [5] D V2 体積 [m²]

(8)教えてください。-1/2mgがどこから出てきたのかわかりません。あとBだけで、Aについての仕事を考えてないのは何故ですか？

必第31.(あらい板上の物体の運動〉 図のように,水平な机の上に直方体の物体Aを置 物体B(3m) 物体A(2m) き,その上に直方体の物体Bをのせる。Bには物体 Cが, Aには物体Dが, それぞれ糸でつながれてお り,CとDは,机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, Dの質量は,そ れぞれ, 2m[kg], 3m[kg], m[kg], 2m[kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが, AとBとの間には摩擦力がはたらく。初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき, 静かに手をはなして運動のようすを観測する。運動は紙 面内に限られるものとし, また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。滑車はなめらかで軽く,糸は軽くて伸び縮みせず,たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさをg [m/s°] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに, Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2) このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3) Dがh[m]だけ落下したときの, A, B, C, Dの運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで, Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の,AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5) Dがhだけ落下したときの, A, B, C, D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に,Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。ただし, このときのAとBの間 机 物体 D (2m)。 h 物体C の動摩擦係数を一として, 次の問いに答えよ。 6

高校物理　物体が傾く条件の問題です。 （7）の解法を教えていただきたいです。

*15.(物体が傾く条件) 一辺がa[m) で質量が m [kg〕 の一様な立方体形の物体が水平面上 に置かれている。物体と水平面の間の静止摩擦係数をμとし, 重力加 速度の大きさをg[m/s°] とする。 図1,図2,図3は物体の重心を通 る鉛直断面を表している。 図1のように物体の右下の角Aに水平方向右向きの力を加え,その カの大きさを徐々に大きくすると物体がすべり始めた。 (1) 物体がすべり始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 次に,図2のように物体の右上の角Bに水平方向右向きの力を加え,その力を徐々に大き くしたところ,物体はすべることなく傾き始めた。 (2) 重力による角Aまわりの力のモーメントの大きさを求めよ。 (3) 物体が傾き始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 (4) 物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の,静止摩擦係 数μの条件を求めよ。 今度は,図3のように物体の左上の角Cに水平方向からの角度 mg a- 図1 a B-カ の 図2 O[rad] (0s0s- ハ)の向きにカを加えた。その力を徐々に大きくした ところ,加えた力の大きさがF[N)のときに, 物体はすべることなく 傾き始めた。 (5) 物体が傾き始めたときに,物体が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを求めよ。 (6) 物体が傾き始めたときの力の大きさFを求めよ。 (7) 0を変えると, 物体が傾き始める力の大きさFを最小にすること ができる。その角度 6m [rad] を求めよ。 今 (8) Omの方向に力を加えるとき,物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の, 静止 摩擦係数μの条件を求めよ。 ドカ 図3 25in0r050= Sin2 (14 金沢大) (1 pmg ( - amg ()--ot =0, m T。 (41*ミ4 0.5ミA guist-bw -N 14) (6) Aのまわりのカのモーメトは amg-facos(年-0)20 0)- cos co>0t ここ co4- 号(oe ) ニ FrAn、長(she489) = FV こ0 aw4 fCstmot cos0) 20 2(5mg4co8)

高校物理　物体が傾く条件の問題です。 （7）の解法を教えていただきたいです。

*15.(物体が傾く条件) 一辺がa[m) で質量が m [kg〕 の一様な立方体形の物体が水平面上 に置かれている。物体と水平面の間の静止摩擦係数をμとし, 重力加 速度の大きさをg[m/s°] とする。 図1,図2,図3は物体の重心を通 る鉛直断面を表している。 図1のように物体の右下の角Aに水平方向右向きの力を加え,その カの大きさを徐々に大きくすると物体がすべり始めた。 (1) 物体がすべり始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 次に,図2のように物体の右上の角Bに水平方向右向きの力を加え,その力を徐々に大き くしたところ,物体はすべることなく傾き始めた。 (2) 重力による角Aまわりの力のモーメントの大きさを求めよ。 (3) 物体が傾き始めたときの右向きに加えた力の大きさを求めよ。 (4) 物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の,静止摩擦係 数μの条件を求めよ。 今度は,図3のように物体の左上の角Cに水平方向からの角度 mg a- 図1 a B-カ の 図2 O[rad] (0s0s- ハ)の向きにカを加えた。その力を徐々に大きくした ところ,加えた力の大きさがF[N)のときに, 物体はすべることなく 傾き始めた。 (5) 物体が傾き始めたときに,物体が水平面から受ける垂直抗力の大 きさを求めよ。 (6) 物体が傾き始めたときの力の大きさFを求めよ。 (7) 0を変えると, 物体が傾き始める力の大きさFを最小にすること ができる。その角度 6m [rad] を求めよ。 今 (8) Omの方向に力を加えるとき,物体が水平面上をすべることなく傾き始める場合の, 静止 摩擦係数μの条件を求めよ。 ドカ 図3 25in0r050= Sin2 (14 金沢大) (1 pmg ( - amg ()--ot =0, m T。 (41*ミ4 0.5ミA guist-bw -N 14) (6) Aのまわりのカのモーメトは amg-facos(年-0)20 0)- cos co>0t ここ co4- 号(oe ) ニ FrAn、長(she489) = FV こ0 aw4 fCstmot cos0) 20 2(5mg4co8)

この問題の(ウ)で、解答と違う求め方をしたのですが、分母が合わなくなりますこれはそもそもこの考え方が使えないのか、式がまちがっているのか教えて頂きたいです。

18 3* 質量MのおもりAと,おもりBを糸で結び, 滑らかな定滑車と動滑車に図のように糸αをかけて つるす。滑車の質量は無視でき,重力加速度の大きさ をgとする。 eY 徒 (1) Bの質量がm。のとき, 全体は静止した。糸αの 0) 張力Tとm。を, M, g を用いて表せ。 (2) 次に, Bの質量をm(>m)とし, 全体が静止し ている状態からA, Bを静かに放す。 (アAが高さんだけ上がったときの速さをひ とす。 る。このときのBの下がった距離と速さを求め BZ m AZ M よ。 (イ) 前問の間に, Bが失った重力の位置エネルギーはいくらか。 ) Aの速さぃをM, m, h, g を用いて表せ。 (ウ (金沢大+大阪電通大)

94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか？

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新