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物理 高校生

明治大学理工学部2007の物理大門Cです イの答えが理解できません。解説していただきたいです。

図のように、ピストンをはめた2個の円筒容器が細い管でつながれ, 鉛直に立 てられている。左側の容器は, 断面積が S」 であり、ピストンの質量は M, であ る。右側の容器は, 断面積が S2であり,ピストンの質量は M2である。右側の 容器の底には弁が付けてあり,そこから容器内に水または気体を導入できる。左 側の容器の底近くにはヒーターが取り付けてあり,2個の容器内部全体を加熱で きる。この装置に使われている材料は, すべて, 無視できる熱容量を持ち, ま た,熱を通さない。重力の加速度の大きいをg,気体定数をR, 大気の圧力を poとして答えよ。 はじめに,2個の容器を水で満たした。すると,図(a)に示すように, 左右のピ ストンは,それぞれ底から高さ h」およびh,の位置で静止して, h」<haとなっ た。このとき, 左側のピストンが水から受ける圧力は ア である。そし て、M」とM:の間には, イという関係がある。 次に,水を容器内から排出して, 右側のピストンの上に質量Mのおもりを 乗せ,容器内をnモルの単原子分子理想気体で満たした (図 b))。すると,2つ のピストンは底から等しい高さhのところに静止した。このときの気体の温度 はTであった。2個の容器をつなぐ細管や弁につながる細管の体積を無視す ると,h= ウ である。また,右側のピストンに乗せたおもりの質量は M = エ である。ここで,ヒーターに電流を流して,気体をゆっくりと tn執1た その結里 気休の担確け 1Tだ1+レがれ のHの ラ

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物理 高校生

(3)のma=-2kxのマイナスは(4)でなぜ考えていないんでしょうか? 周期はスカラー量なのですか?それともルートの中だからですか?

出題パターン 語計 較 水平面上での 自然長7. ばね定数ん の2つの同 ねを, 質量z の小さなおも りの 側に取りつける。いま, おもりを 0 2 0 *※ーテ0 で, 中心から4 だけ右に て放す。 1江* 出生識香 。二析和 昌を求めよ。 1 も っの人 とすると., ばねの弾性力はいく らか。 5度を として, 運動方程式を求めよ。 作動の同期 の解法 3 ステップで「3 つのデータ」を求めてゆく。 物体の単振動 ) 単振動の解法 3 ステップで解く。 STEP1 x軸は与えられている(原点, 正の向きを確認)。 S華巨下図 DATA1) 振動中心は自然長の位置で=0。 …折り返し点はおも り を初速度 0 で放した=4 と, 振動中心に対して対称の位置にある *=ー4。 よって, 振幅は4念 2) 図9.4 のようにばねから受けるカカ oy の合力は -2代 c ノクそるえる (3G) 田目回国 運動方程式を立て るときは必ず座標二の原点と正の しcdcoweだrm 「 向きをチェック。 次に, なるべく 0 *20 * 原点0 と軸を見て, *>0で立で @ 計 (m) るのがコツ。 また, 加速度の向き を必ず軸の正の向きにそろえることが大切。 これよ り 運動方程式は, の) 0の位穫の形まり。 振動中心, ⑩AUNS) …周期がわかる。 振動中心 :*=0 周期 : =2ァ STAGE 09 単振動 99

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