この問題に関して質問です。 （ハ）の解説で2行目の式から3行目の式にどうすれば変換できまか？ 教えて頂けると助かります

3 重力波はアインシュタインの一般相対性理論により約100年前に予言された, 空間の伸び縮 みが横波として伝わる現象である。 2016年に重力波の初めての直接検出が報告され,現在では世 界的に観測が行われている｡ その基本的な原理はマイケルソン干渉計によるものである。 図のようなレーザー光源を用いた装置で, 光の干渉を利用して微小な距離変化を測定する。 装 置は、真空中にあるとする。 レーザー光源から出た光の進行方向をx軸の正方向に取る。 レーザー 光源は軸上の<0の位置にある。原点Oに軸に対して45°傾けて設置された厚さがじゅう ぶんに薄いビームスプリッターにより、レーザー光は半分透過し、残りが反射する。 透過した光 はそのままぁ軸上を進み, z=L+Xの位置にある鏡1で全反射する。 一方,原点で反射した 光は軸に垂直な方向に進行する。 この進行方向を軸の正方向に取る。 y軸上を進行した光は、 =L+Yにある鏡2で全反射する。 鏡1と鏡2で反射した光は再び原点0で半分に分けられ、 部がy軸上の負の位置にある点Dの光検出器に入射する。 これにより, AOBOD という経路の光 と, AOCOD という経路の光が干渉し、 検出器で観測される。 レーザー光の波長を入とする。 簡 単のため、 透過や反射による位相の変化はないものとする。 鏡の動きは光速と比較してじゅうぶ んに遅く、 入射する光と反射する光の波長は変化しないとする。 以下の問に答えよ。 (イ) 点Dで光が強め合う条件を,L,X,Y, 入および整数mより必要なものを用いて表せ。 (ロ) 鏡2をY = 0 の位置で固定したまま鏡1を X = 0 の位置から軸上を正の向きに距離 α だけ動かした。 鏡1を動かしている間に点Dで光の干渉を観測したところ、 弱め合いが N回 観測され、移動後は,ちょうど強め合っていた。 ① を L, N, 入より必要なものを用いて表せ。 重力波によって空間の伸び縮みが生じると, x,y 軸方向の光路が時間に依存して変化する。 そ こで鏡1と2が微小な単振動をするモデルを考え, X(t) = Acos (wt), Y (t)= Acos (wt+Φ) と表す。 ただし, A > 0, w ①,0≦2とする。 ここでは重力波のやってくる方向に よって決まる定数である。 (ハ) 光路差が時間によらず0となるとき, 重力波は検出できない。 このときの中の値を答えよ。 (-) 光路差の大きさをf(Φ) sinwt + t + 2/2) | の形に表すと、f(Φ) = K sin0 となる。 ただし, K はによらない正の定数である。 K と 0 を、 それぞれL, 入, A, Φより必要なものを用いて表せ。 (ホ) さまざまなの値に対するf(Φ) の最大値をL,入, A より必要なものを用いて表せ。 (へ) A = 1 x 10-21L, X = 1 × 10-6mのとき, 問 (ホ)の光路差の最大値をレーザー光の波長 入 の 4 x 10-10倍にするには, Lを何km にする必要があるか。 有効数字1桁で答えよ。 実際の重力波干渉計では、図のような装置にさらに鏡を追加してレーザー光を往復させ、 実効 的な光路長を長くする。そのため、実際の装置の大きさは,問(へ)のLの値より小さい。 201 w710-al 532 9 X 3275 6 IT レーザー光源 200 #31 37 エイ 37 L+Y [D 鏡 2 ビームスプリッター 鏡1 = Bª L+X 光検出器 Acasat sma -A sinut eard + Ato sulle Ksmo smot cov? + covul sm f v/ - In 4. JA 27-

物理、ばね、つり合い この問題の問5についてです。模範解答では、つり合いの式「mg+k(a+x)-N=0」から考えて導いていたのですが、私は物体A+B(2mg)とばね定数(k=mg/a)がつり合うことを考えて「F=kx」より「2mg=k・b」という式で答えを導きました。答え... Read More

con 付け, ばねを鉛直に立てて, B を水平な床面上に置いたところ, ばねが自然の長 図5(a)のように, 軽いつるまきばねの両端に同じ質量mの物体A, B を取り さより だけ縮んだ状態でAが静止した。 B 図5(b)のように, A をつり合いの位置からさらにaだけ押し下げて静かには なすと,Bが床面に静止した状態でAは鉛直方向で単振動を行った。 重力加速度 の大きさをgとする。 kazmy 自然の長さ A m Bm 問3 次の文章の空欄 それぞれの直後の { 3 4 ばね 体Aの単振動の周期は つり合いの位置 床面 このばねのばね定数は 3 4 . my (hea) mg a 図5 mg ① 2a 3 }で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 ② (3 1 2π 4 に入れる式として最も適当なものを, ② 2 mg a 2mg a A 2g a 9 2a Ng m ③2. m (b) a である。 したがって 物 kimg a Taza Foz となる。 T = 2h ^. kw. 厚 鹿 ひこ 問4 Aが図5(a)のつり合いの位置を通過するときの速さを表す式として正しい 5mg 5 ものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 = Jag mad ① vga 2 0 √2a ga 3 my = my ² a mgenue 3 Mitwir acro ² F 問5 次にAを図5(a)のつり合いの位置から押し下げる距離を6にして静かに はなした。このとき,Aの運動中にBが床面から離れないためには,b はい くら以下でなければならないか。 最も適当なものを、次の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 b≦ 6 a zyw² n² ③ ga 2 4 √ga 2ning=nox(base) begy 『 22 5 √3ga zazlatyu 3 √3a 42a ⑤ 15 2 6⑥ 3a

（1）がわかりません。 答えは4.0sの時なのですが、AとＢの速度が一緒になった時になぜ距離が最大になるのか分かりません。

思考 27.2 物体の運動 物体AとBが,図のv-tグラフ のような速度で, 一直線上を動いている。 時刻 t=0s のとき,両者は同じ位置にあったとして,次の各問に 答えよ。 (1) 0≦t≦8.0s の範囲において, AとBの間の距離 が最大となる時刻は何か。 ↑v[m/s] 8.0 2.0 0 A 4.0 B (2) 0≦t≦8.0s の範囲において, AとBの間の距離 が最大のとき, その値は何mか。 (3) AがBに追いつく時刻 tは何sか。 (4) 0≦t≦8.0s の範囲において,時刻 0s での位置からの移動距離 x[m〕を縦軸,時刻 t[s]を横軸にとり, A, B の x-tグラフを1つの図にまとめて描け。 (岐阜聖徳学園大改) t[s] 8.0

東工大物理の過去問で質問です 電磁気の問題(d)ですが、加える外力が−になる理由を知りたいです

44 平行板コンデンサーにおける振動 面積Sの同じ形状を持つ導体極板AとBが間隔dで向かい合わせに配置された平 行板コンデンサーを, 真空中に置く。 このコンデンサーの極板間に、導体極板と同じ 形状を持つ面積Sの金属板Pを, 極板Aから距離を隔てて極板に対して平行に置 く。 真空の誘電率をE0として以下の問に答えよ。 ただし, 極板端面および金属板端 面における電場の乱れはなく, 電気力線は極板間に限られるものとする。 導線, 極板, 金属板の抵抗,重力は無視する。 また金属板の厚さも無視する。 A [A] 図1のように,極板AとBは, スイッチ SW を介して接続され,極板Aは接 地されている。 L x d 1 コンデンサー 317 P SW (2012年度 第2問) B 図 1 (a) スイッチ SW が開いている時, 極板A, B間の電気容量を求めよ。 團 (b) スイッチ SW を閉じた後, 金属板Pを電気量Qの正電荷で帯電させる。 こ の電荷によって極板AとBに誘導される電気量を,それぞれ求めよ。 (c) 問(b)において, コンデンサーに蓄えられている静電エネルギーを求めよ。 團 (d) 問 (b)の状態から, 金属板Pを電気量Qの正電荷で帯電させたまま, 金属板 の位置をxからx+4xまで微小変位させる。 この変位による, コンデンサー に蓄えられている静電エネルギーの変化量を求めよ。 ただし, x, d に比べて |4x|は十分小さく. (△x) は無視できるものとする。 微小変位によりエネルギ ーが変化するということは, 金属板Pは力を受 ることを意味する。 微小 変位の間は金属板Pにはたらく力の大きさは一定であるとみなして, この力を 求めよ。ただし、極板AからBに向かう向きを力の正の向きとする。

【電磁誘導】電池の向気がこっちになる理由がまじで意味がわかりません

界を斜めに横切る導体標 「お肉のように、直上向きの磁束密度の磁 導体でできた2本のレールが間隔だ て置かれている。 レールは水平面に対して 人だけ願いている。レールの端に起電力 電池と可変抵抗器を接続し、レール上に質 の導体棒PQを置いたところ、導体棒は 水平を保ったままレールに沿って上昇し、速さv[m/s) の等速度運動になった。 重 加速度の大きさをg[m/s*] とする。 摩擦はないものとし､回路を流れる電流がつ くる磁界は無視する。 (1) 導体棒に発生する誘導起電力の大きさは何Vか。 B. 1, 0, 0 を用いて表せ。 このときの可変抵抗器の抵抗値、また、可変抵抗器で発生する単位時間あたり ジュール熱、それぞれB、Em, v, g, を用いて表せ。 これ これ、ネルギー保存 (電池の仕事) (ジュール ギーの増士) が成り立つ。 El-Q+mgr sin 位置エネル 平行レール 磁界を垂直に横切る速度 (1) 成分は seese [ms だから 誘導 起電力の大きさ 〔V〕は、 V=nos0) Bl=vBl cos 0 [V] (2誘導起電力の向きはレンツの法 より、上向きの磁束を増やす (2) きとなるので､上から見て反時計 回りになる。 誘導起電力を電池と 考えると、右図のような回路とみ なせる。ここで､回路を流れる電 流の強さをI[A] 可変抵抗器の抵 抗値をR[Ω]とすると､ オームの 法則より、 I= E-vBl cos 0 R -(A)······· 斜面に平行な方向の力のつり合いより、 mg sin - IBI cos 8=0 これに①を代入すると､ mg tan R= BI (E-UBI cos 6 ) mg tan 求めるジュール熱 Q[J] は, Q = RItより、 E-Bl cos Q=Rx x1 = -(0) 395 396 PR (E-Bl cost) BL 可変抵抗器 B 0 水平面 Ke vcos O mg ・R (E-vBl cos 0)| I IBI P 28 の入 配布し h

①cos180ってどこからくるのですか？ ②写真2枚目の途中式を教えてください。お願いします。

図のように、水平面との角度をなすあらい斜 面上の点Aから質量 例題4 力学的エネルギーが保存されない場合 m [kg]の物体が滑り下り た。物体は点Aから静かにはなされ, 斜面に沿っ て滑り下り点Aより高さん [m] 低い点Bを通過 した。 点Bを通過するときの速さを求めよ。 物 体と斜面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の 大きさを g [m/s²] とする。 W=μ'mgcos0x 【解法】 物体が点Aから点Bに移動する間に, 動摩擦力のした仕事 W [J] は, 10 Uhigh 18 tano 180なの 動摩擦力、 img cost 基準 [Sino h 点Aの力学的エネルギー EA [J] は, 垂直抗力 m A 重力 A Xcos 180°= 静かにはなす B B

ダイオードの問題なんですけど、なぜこの問題、このような条件になるのか分からないと、何をやってるのかさっぱりわかりません．どなたか教えてください

1 価電子が5 では ⑤ ⑥6⑥ がキャリアとなる。 ①型半導体と 4型半導体を接合した 半導体から ⑨ 型半導体の向きにだけ電流が流れるという ■型半導体と ④型半導体を組み合わせて増幅作用をもたせ ケイ素の基盤上に 11 などの素子を多数含む回路を形成した ⑨ にけ ⑩W用 おかわ He 12 O 59 物理 タンジードを含む回路 右図のように、 抵抗 値はすべて R) と電池 E. E2 (起電力 E モアイオードDからなる回路がある。 Dに電流が流 れる条件を求めよ。 ただし, 電池やダイオードの内部抵 抗は無視する。 ぞれ しくなる。 EL R₁ R21 Salas fee Dea DA 2 R3 E2

大気圧は容器の上から下向きに働かないんですか？

力 けの V√g²+ a² した場合, または の時点で 大きいと 者のうち 解けばよ てしま る。 問4 6 Reser 容器外の液面よりもだけ低い位置での液体の圧 力は ( Potolg 容器の底面積を S, 問題の図 (Po+plg)s 5の状態での容器内の気体の 圧力をPとすると、 容器内 の液面において,気体の圧力 による力と、液体の圧力によ る力の2力の大きさが等しい ので(図1-f参照) UT PS= (Po+plg)S 7 ⑥ Po H P ***3= PS 13 ∴.P=Po+plg ·② 問題の図4の状態と図5の状態にシャルルの法則 を適用し,②を用いてPを消去すれば 実題 *To おすす ==== Poplg T 1-f 11 LOA ∴.T= ORNMOPO T 138+RCION Po+ply_T. POTO BEATA 補足 図4において容器を急激に沈めた場合、容器

(2)です。1.98×10の5乗までは分かったのですが、なぜ2.0×10の5乗にしないといけないのでしょうか？

■知識 122. 水圧 海面付近における大気圧を1.0 × 10 Paとして,次の各問に答えよ。 (1) 底面積 1.0m², 高さ10mの水柱の重さは何Nか。 ただし, 水の密度を 1.0×103kg/m² とする。 11.0m² (2) 水中で, 深さ10m にある物体が鉛直下向きに受ける圧力の大きさは何 Paか。 □知識 1.0×10°Pa →2 〜水面 10m 35

詳しくお願いします！！

基本例題13 摩擦力 水平な床の上に, 重さ10Nの物体が静止している。 物 体と床との間の静止摩擦係数は13である。物体に,10N 水平から30°上向きの力を加えて, 力の大きさを少しず つ大きくしていくとき,何Nよりも大きくなると物体が 動き出すか。 大 ■ 指針 加える力を大きくしていくと,物体 が床から受ける静止摩擦力も大きくなっていく。 物体が動き出す直前では,静止摩擦力は最大摩擦 力となる。そのときの力を図示し,水平方向, 鉛 直方向の力のつりあいの式を立てる。これらの式 と,最大摩擦力「F=μN」 の式を利用する。 解説 物体が動き出す直前に加えている力 をf 〔N〕, 最大摩擦力をF。〔N〕 垂直抗力をN 〔N〕 とすると, 物体が受ける力は図のようになる。 水平方向の力のつりあいから, √3 /3 2 -f-Fo=0 Fo= 2 鉛直方向の力のつりあいから. +/- f N+ ・f …..① -10=0 N=10- 1/1/② 2 N〔N〕 Fo〔N〕 Exte f 1/2 [N] = 両辺に√3 をかけて f[N] -30° √√3 2 130° 10N F。 は最大摩擦力なので, 「Fo=μN」の式が成り つ。これに式 ①, ② を代入すると, √3 f 1/1×110-1/12/ 3 -f [N] √3 -10-25-10 ① f=5.0N (8) MEAL****