写真の解説の赤枠部分についてですが、 なぜ、(-vk-1)と-が付くのかがわからないです。 解説の③の式で分母が-vk-1となっているのは、左辺が-になるのはおかしいから、左辺が正の値になるように、分母に-をつけて、辻褄を合わせているというのはわかります。 しかし、反発係数... 続きを読む

気体分子運動論の証明についてですが、 写真の青枠の部分に注目すると、N=n/NAより、 気体の状態方程式は、PV=(N/NA)RTと書き換えることができ、この式に、PV= (Nmv²/3)を代入して、 変形していくと、公式である、mv²/2=3RT/2NAという形になります... 続きを読む

のベクトルの書 ところで v2 = 0x2+uy2+uz! より = 0x^2+b2²2+02²2² x,y,z 方向は物理的には同等だから(特にある方向で分子が速いとか遅いと かはないはず) x2 = by2 = 12² よって b2=30x2 ③,④より F= よって Nmv² 3L この結果を状態方程式 PV=nRT= N NA = P=F Nmv2 Nmv2 L-S 3L³ 3 V ⅡI 気体の熱力学 -RT と比べてみれば (PV) Nm NORT これより 1/12m2 2.0T Nmv² 3. 3 NA NA 定数は平均に関係しないから、1/12m/1/2に等しく,分子の運動エネル ギーの平均値を表していることになる。 気体の内部エネルギー 分子の平均運動エネルギー 1/2mv=12/2017.T=12/2kT NA v² めやす ちょっと一言 この式は重要。温度は化学では熱い冷たいの目安に過ぎなかった のが、分子の運動エネルギーで決まっていることがこうして分かった んだ。また, 分子が運動をやめる T = 0 が最も低い温度となることも 示唆されている。 定数 R/NA はんと書いてボルツマン定数とよんでい る。 13 8 2乗平均速度√vは分子の平均の速さにほとんど等しい。27℃ の酸素の v2を求めよ。 酸素の分子量を32, 気体定数を8J/mol･K とする。 内部エネルギーUとは分子の運動エネルギーの総和をいう。 そこで単原子分子からなる気体(以下,単原子気体とよぶ)では U=Nx. 1x1/2mv=N mv=N×32321T=23NRT="2nRT X2 NA NA 何原子分子であれ気体の内部エネルギーは絶対温度 Tに比例することが わかっている。 内部エネルギーは温度で決まる

外からの静止した観測者が電車が発車した時、車内の吊り革は↙️の向きに傾いているように見えますが、 電車内にいる人も↙️のように見えるのでしょうか？ もし、そのように見えるなら理由を教えてほしいです 追記:電車内の人と吊り革は同じ加速度だから、静止して見えるのではないでしょうか？

写真の(2)の問題についてですが、 赤線枠の解答の1行目に、等温線(点線)を〜と書いてあるのですが、この点線は直線ABの上側の双曲線と下側の双曲線のどちらのことを指しているのでしょうか？ また、なぜ双曲線のグラフを書くことにより、「AB間で温度は上昇した後、下降し元の温度... 続きを読む

13 図のようにA→Bと状態変化させた。 AとBは 温度が等しい。 (1) 気体がした仕事はいくらか。 (2) A→Bの間で温度はどのように変わっている か。 (3) AB間を等温変化に置き替えると仕事は増 すか減るか｡ 13 (1) 斜線部 の台形の面積よ 4P り 2 (P+4P).3V = 15 PV 2 P A1 圧力 4P P A V AP B V 4 V (2) 等温線(点線) を思い浮かべればよい。 温度は上昇した後、 下降し元の温度に戻 ることが分かる。 なお, AとBの温度が等しいことは AP.V=P・4V(=nRT) より読みとれるようにしたい。 (3) 等温変化でAB間を移したときの 仕事は前図の灰色部になるから, 斜線部 に比べて明らかに減る。 B 4V 体積

写真の赤枠の説明の理由がわかりません。 解説おねがいします。 (もしよければ図などのイラストがあると助かります…)

74* 磁束密度Bの磁場中で、 面積 S の N 巻コイ ルを磁場に垂直な軸のまわりに,角速度で 回転させる。 コイル面が磁場に垂直になったと きの時刻を0とすると時刻の磁束と 誘導起電力 Vを求めよ (微分を用いてよい)。 図2のようにSを生かし, コイル面に垂 直な磁束密度の成分 B cos wt を用いて もよい｡ ファラデーの法則より 40 4t V=-N- Nao dt =NBSw sin wt... ① == はじめのうちは 磁束が減少してい くから, a が高電 位側となる。 上の 結果は, b に対するaの電位を表してい ることになる。 コイルが180°回るまでaが高電位 (V> 0), それ以後は a が低電位 (V<0) となることを図を描いて確かめてみると 勉強になる。 式とはありがたいもので, ①ですべてが表されている。 なお,この問題は交流起電力の発生方 法を扱っている。 a 減 V N 76 a B S

高校生物理基礎の問題です 赤枠で囲った問題の解説にある 三つの 0 はそれぞれ何エネルギーが 0 であることを示しているのか教えてください。

第5章■仕事と力学的エネルギ リード] D 110 保存力以外の力の仕事 図のように床と斜面 がつながれている。 床のAB間はあらいが、他はなめら かである。 床の一部分にばね定数kのばねをつけ, 一端 に質量mの物体を押しあてて、 ばねを縮めた。 AB間 の物体と床との間の動摩擦係数をμ',距離をS, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) ばねを解放したとき, 物体が点Aに達する直前の速さを求めよ。 Ammun B (2) 物体は点Bを通過後,斜面を上り, 最高点Cに達した。 Cの床からの高さんを求めよ｡ もどってきた物体がばねを縮めた。ばねの最大の縮みxを求めよ。 →例題 24,113 応用問題 112 仕事と運動エネルギー■ 質量2.0kgの物体が, なめらかな水平面のx軸上の原点Oを速さ3.0m/sで通過 した瞬間から,速度の方向を含む鉛直面内で一定の角0だ け上向きに力F [N] を加えた。 力Fの大きさは移動ととも に右のグラフのように変化する。 また, cos0=0.80 とす る。 111 力学的エネルギーの保存 ばね定数k [N/m] の軽いつる 巻きばねの一端を固定し、他端に質量m[kg] のおもりをつるして, おもりを下から手で持った台で, ばねが自然の長さになるように支 える。 重力加速度の大きさをg[m/s'] とする。 (1) 台をゆっくりおろしていくとき, x [m] だけ下がった位置で台 がおもりを支える力の大きさ F [N] を求めよ。 (2) おもりが台から離れるときのばねの伸びx] [m] を求めよ。 つりあい (3) はじめの状態で台を急に取り去った場合, 最下点でのばねの伸びx2 [m] を求めよ｡ (4) おもりの最下点について, x1 と x2 の差が生じた理由を述べよ。 ➡115 (1) 力Fが物体にした仕事Wは何Jか。 (2) 物体が x=10m の点を通過する瞬間の速さは何m/s か。 0 F[N] 8.0 2.0 0 mmmmmm 10m 自然の長さ CQ 10 lllllllllll h ■■ ■■ x (m) -102 ヒント 112 カFの分力 Fcose のみが仕事をする。 (F-x 図の面積) × cos0が,Fのした仕事となる。 てい mi と 放した の 化を Imgs 111 112 ここがポイント 軽いつる巻きばねなのでばね自身の重さは無視できる。 これはばねを縦につるしても、おもりを取 りつけなければばねは伸びないということである。 (1) おもりを支えながら台をおろしていく場合、 おもりは台が上向きに支える力によって仕事をされ、 力学的エネルギーは保存されない。 (1) 台をゆっくりおろしているので, おもりは等速運 動をしている。 よって, おもりにはたらく力はつ りあっている (おもりにはたらく力の合力は0であ る) から,上向きを正として, aより力のつり あいの式はkx+F-mg=0 ゆえに F=mg-kx [N] (2) 台がおもりを支える力が0になるとおもりは台か ら離れる。 (1) の結果において, x=xのとき F0 となるから (3) 台を急に取り去った場合、 おもりには保存力である重力とばねの弾性力のみがはたらくので、力学 的エネルギーは保存される。 0-mg-kx₁ よって mg - [m] (3) 自然の長さの位置を基準水平面とする(図5)。 はじ めの位置と最下点での力学的エネルギー保存則より 0+0+0=0-mgx2+ 100 0=-—-kx (x₂-2mg) 0皿 2mg k 0より [m] (4) 台をゆっくりおろしていく場合は、おもりを支え る力によって負の仕事をされ力学的エネルギーが 減少するが, 台を急に取り去った場合は力学的エ ネルギーが保存されるため。 -xcos 0 自然の 長さ 2.0 第5章■仕事と力学的エネルギー ばねの 0 はじめ 水平面 図b mg 解答 (1) 力Fが物体にした仕事を W [J] とす F(N) 4 ると, F-x 図の面積より 18.0 W= (2.0+8.0)×10 2 cos0=0.80 であるから W=40J 10 (2) x=10mでの物体の速さを [m/s] とすると, 物体の運動エネルギー の変化は、物体にされた仕事に等しいので「1/12m-1/2m -mv² =W₁ よ り 1/23×2.0 × -/1/3×2.0×3.0°=40 Cheeeeeeeeee よってv=7.0m/s 最下点 ここがポイント 力の大きさが変化するので 「W=Fxcose」 の式にFの値を代入することはできない。 力Fの分力 Fcos0 のみが仕事をするので, (F-x 図の面積) × cos0 が F のした仕事となる。 また、物体の運動エネルギーの変化 = 物体にされた仕事の関係が成りたつ。 51 「ゆっくり」 とは 「力のつ りあいを保ちながら｣という ことである。 2 (2)の結果と比べると2 信伸びていることがわかる。 したがって, おもりはつりあ いの位置を中心に はじめの 位置を最上点, ばねの伸び の位置を最下点として振動す る。 @__mv²+W= 2mo (はじめ+仕事終わり) を用いてもよい。

1枚目の写真の物理の問題を、2枚目の青枠で囲まれた微分方程式を解く形で解きたいです。 解く過程を教えて下さい😭

次頁の図のように、 質量1kgの板Aをばね定数 5N/mの軽いばねで天井とつなぎ, 板Aを 運動させたときの様子について考える。 ただし, ばねは常に鉛直方向にまっすぐで, 板Aは常 に水平を保ったまま鉛直方向にのみ運動し, 運動中の板Aにはたらく力は「重力」 「ばねから 「受ける力」 「空気から受ける抗力」 の3種類のみとする。 ばねが自然長のときの板Aの位置を原点とする鉛直下向きのx軸を定める。 板Aを原点0 の位置で静止させた状態から静かにはなすと, 板 A は鉛直方向に運動を始める。 板Aをはなし た時刻を 時刻t [s] における板Aの変位 (x軸上の座標) をx(t) [m]とする。 板Aが空気から受ける抵抗の大きさは板Aの速さに比例するものであり, 時刻t [s] に板 A dx(t) dt が空気から受ける抗力は,x軸の向きを正として-2- [N] と表されるものとする。 このと き, 重力加速度の大きさを10m/s として, x(t) を求めよ。 0- x (m) 天井 5 N/m T air mg 板 A

(4)なのですが、x方向の速度はわかったのですが、y方向の速度の求め方が分かりません、よろしくお願いします。

10. エネルギー保存則の条件 図のように水平からの角度が0であり高さがんである台が床に固定さ れている。床と台の上は滑らかである。 台に向かって質量mの物体が速 度 voで運動している。 物体が斜面を上り、飛び出して床に衝突した。 以 下の問いに答えよ。 重力加速度をg とする。 (1) 飛び出したときの速度の大きさとその水平成分、 鉛直成分の速さ vx、Vyを求めよ。 (2) 最高点の地面からの高さHを求めよ。 目標: 保存力をエネルギー保存則を立てる根拠にする (3) 物体が落ちたときの速さ v'はいくらか。 (4) 物体が落ちたときの速度の水平成分、 鉛直成分の速さ vx', vy'を求めよ。 <**> h

写真の問題についての、 写真の赤枠で囲ってある部分の「衝突の時間間隔は公比eの等比数列をなす」と書いてあるのですが、 なぜ公比eの等比数列と言えるのですか？ また、衝突距離とはなんですか？ 写真1番上の問題文 「なめらかな水平面上の点Aで角θの方向に初速v0で投げだした。水... 続きを読む

ママトク ① でe=1 とおくと, AB間 の時間となるから, ②より衝突の 時間間隔は公比eの等比数列をな すことがわかる。 衝突距離も同様。

力のモーメントの問題で、(3)が分かりません！教えてください！

図のように、 なめらかで鉛直な壁と摩擦のある水平な床に, 長さℓで、重さW の一様な棒ABを立 て掛けた。この枠にはAから距離 12/2の点に重さ 1/12Wのおもりがつるしてある。棒が床をすべり出す 直前になったとき, 棒と壁とのなす角は0であった。 (1) 一般に,剛体のつり合いの条件のうち, 剛体が平行移動しないた めの条件を、言葉で記せ。 (2) 一般に, 剛体のつり合いの条件のうち, 剛体が回転しないための 条件を、言葉で記せ。 (3) 棒にはたらく重力とおもりにはたらく重力の合力の作用線は,棒 AB上でAからどれだけの距離のところを通るか。 (4) Bにおいて, 棒が床から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 (5) 床と棒との間の摩擦力の大きさを求めよ。 (6) 床と棒との間の静止摩擦係数を求めよ。 壁 .wg おもり Ing 床 B