物理基礎の気柱の共鳴の問題です。 (3)と(4)の解き方を教えて下さい。

|10| 気柱の共鳴について考える。 図のように, 空気中に置かれたガラ ス管に右側からピストンを挿入し, 左側に発生音の振動数を調節で きるスピーカーを置いた。音の速さVは一定であり,開口端補正は ないものとする。 次の問いに答えよ。 スピーカー ガラス管 ピストン 最初にピストンを固定した。 このときの,ガラス管の左の管口か らピストンの左端までの距離を1とする。 スピーカーの振動数を0からゆっくりと増していった。 (1) 最初の共鳴が起こる振動数を1とVを用いて表せ。 n回目 (n=2, 3, ･･･) の共鳴が起こるときに気柱にできる定在波(定常波)の節の数をnを用いて表せ。 2回目の共鳴が起こるときの定在波の波長をn と lを用いて表せ。 (4)n回目の共鳴が起こったときの, ピストンの中で密度変化が最大になる場所のうち, 管口から最も近い 位置はどこか。管口からその位置までの距離をnと1を用いて表せ。

（4）についてでD→Aは気体が外部からされた仕事だと思ったのですが、なぜそのまま足すのでしょうか？ 解説お願いします🙇🏻‍♀️՞

63* なめらかに動くピストンをもったシリン ダーの中に1molの単原子分子気体が入れ られている。 図のように、 気体の状態を温 度 T〔K〕,体積Vo〔m〕の状態 A からゆっ くり変化させてA→B, B→CC→D, D →Aの過程を経て状態 Aにもどした。 A→B および C→D の過程では体積が一 定に保たれ, B→C および D→Aの過程で は体積は温度に対して直線的に変化してい る。 気体定数を R [J/ (mol・K)〕とする。 体積 〔m3〕 D Vo B 0 To T1 T2 温度 〔K〕 (1) A→Bの過程で気体が吸収した熱量は何か。 (2)状態Cでの気体の圧力は何N/m2 か。 (3) D→Aの過程で気体が外部へ放出した熱量は何か。 (4) A→B→C→D→Aの1サイクルをしたとき, 気体が外部へした仕事 は何Jか。 (5) この1サイクルの (熱) 効率eはいくらか。 (熊本大)

どなたかこの問題をおしてほしいです！！！！ 説明、解説お願いします！！！

思考 208. 開管の共鳴 2本の ガラス管A,Bがあり,それぞ れの長さが1.0m, 0.50m であ る。 図のように,空気中で2本 のガラス管の開口端の近くに, ガラス管 発振器につないだスピーカーを置き,同じ振動数の音波を発生させる。音波 の振動数を,0Hzからゆっくり増加させていくと、最初の共鳴は一方のガ ラス管でおこり、2度目の共鳴は両方のガラス管でおこった。さらに音波の 振動数をあげると,3度目の共鳴がおこった。空気中の音速を3.4×102m/s とし、ガラス管の開口端補正は無視できるものとして,次の各問に答えよ。 (1) 最初の共鳴がおこったのは, A,Bのどちらか。 また,そのときの音波 の振動数は何Hzか。 発振器 -1.0m -0.50 m ガラス管 A 208. (1) 振動数: (2) 振動数: 第Ⅲ章 波動

④なんでこうなるか教えて欲しいです🙇‍♀️

解 157 万有引力の法則 質量mの惑星が, 太陽の周りを半径角速度で等速円運動 をしているとする。 次の を埋めよ。 この惑星が太陽から受けている向心力の大きさをFとすると, 円運動の運動方程式 より F=① と表される。 また,この円運動の周期をTとすると,T= ② であ り ケプラーの第3法則より, kを一定値として,T,rの間には, ③ =kの関係が ある。したがって,m, k, r を用いてF を表すと, F=4 となり,mに比例し の2乗に反比例することがわかる。 ここで、 作用・反作用の法則から, 惑星が太陽に引 かれる力と同じ大きさの, 太陽が惑星に引かれる力もあるはずであり,これは太陽の質 4772² 量Mにも比例していると考えられる。 そこで, =GM とおくと, F= ⑤ となる。 k ニュートンは、 太陽と惑星との間に限らず, あらゆる2つの物体の間には⑤で表さ れる引力がはたらくと考え、この力を万有引力とよんだ。 センサー 45

この問題の答えと解き方を教えていただきたいです

質量Mの太陽のまわりを回っている質量mの小惑星がある。 図のように,この 小惑星および地球の公転軌道は円とみなすことができ, その公転半径はRP, RE である。 ケプラーの3法則および万有引力の法則を用いてつぎの問いに答えよ。 ただし、太陽の万有引力のみを考慮し、他の惑星の影響は無視してよい。 万有 引力定数をGとする。 ケプラーの3法則はつぎのとおりである。 第1法則: 惑星は太陽を焦点とする楕円軌道を描く。 第2法則: 惑星と太陽とを結ぶ線分が単位時間に掃引する面積(面積速度) は惑星の軌道上あらゆる点で一定である。 第3法則: 惑星が太陽のまわりを回る周期の2乗は, 楕円軌道の長半径の3 乗に比例する。 その比例定数は惑星によらず 一定である。 (a) 小惑星の速さ VoをG, M, Rp で表せ。 〔A〕 図のように質量m', 速さVの小物体が 小惑星の軌道の接線方向から飛んで来 て、点Pで小惑星に正面衝突して一体 となった。 小惑星の公転の向きは変わら なかったが, 小惑星の公転軌道は楕円となった。 近日点における太陽との 間の距離は地球公転軌道半径RE に等しく, 遠日点における太陽との間の 距離はもとの公転軌道半径RPに等しかった。 つぎの問いに答えよ。 (b) 衝突直後の小惑星の速さ, um, m', Vo, V を用いて表せ。 (c) 衝突後,太陽からの距離にあり、速さVで楕円運動している小惑星の力 学的エネルギーEをm, m',r, V, G, M を用いて表せ。 ただし, 位置エネルギー は無限遠方をゼロとする。 m'V' 小物体 Rr P(遠日点) 地球 RE 太陽 近日点 Vo m 小惑星 (d) 小惑星の近日点における速さと遠点における速さとの比um/mを求めよ。 (e) uG, M, RE, Rp を用いて表せ。 〔B〕 RP が RE の3倍であるとき, つぎの問いに答えよ。 ただし、1年は3.14×10秒 地球の公転軌道半径は1.50×10km とし, 有効数字2桁で答えを求めよ。 (f) 遠点における小惑星の速さは,衝突前の小惑星の公転速度Vの何倍 であるか。 また, は秒速何km か (g) 衝突後,小惑星が最初に近日点にやってくるのは何年後か。 〔東京工大〕

2022年東大物理で質問があります！ 第3問Ⅱ(1)で、 模範解答では、加えられた仕事p1Δv1が内部エネルギー変化量とあるのですが、 なぜ加えられた仕事がそう書けるのですか？ (定圧とみなせるということなのか、なぜそうみなせるのか困ってます) 明明後日本番なので答えてい... 続きを読む

28 2022 ⅡI 次にピストンを設問Ⅰの状態からゆっくりわずかに押し下げたところ、 領域1 の体 積VE から V - AV ,領域1の圧力がp から P1 + Api に,領域24 気体と外部の間で熱のやりとりはなかった。 以下の設問では, Api, Ap2, AT, AV から p2 + 4p2 , シリンダー内の温度がTからT + AT に変化した。この過程で はそれぞれ P1, P2, T, V1 + V2 より十分小さな正の微小量とし, 微小量どうしの は無視できるとする｡ (1) 温度変化 AT , P1, R, AV, を用いて表せ。 (2) Api P1 ア AV₁ が成り立つ。 V₁ + V₂ ア 東大理問題集 資料・問 領域 2 の圧力が に入る数を求めよ。 設問Iの状態からピストンについている棒を取り外し、おもりをシリンダーに接し ないようにピストンの上に静かに乗せたところ,領域1と領域2の体積、圧力、温 に変化はなかった。さらに図3-3のようにヒーターをシリンダーに接触させ気体を 温めたところ, ピストンがゆっくり押し上がった。 領域1の体積が2V1 になったとこ ろでヒーターをシリンダーから離した。 (1) このときのシリンダー内の温度を, T, V1, V2 を用いて表せ。 (2) 気体 XとYが吸収した熱量の合計を, R, T, V1, V2 を用いて表せ。 おもり 領域 1 気体 X 膜 領域2 気体 X, Y 図 3-3 ヒータ

Sin i イコール3/5ってどこからわかりますか？ もし図をかいて知るってやつなら、どうやってこの図成り立つって分かったんですか？

は正 熱を へ移 ,気 図3 図 3 スト 問4 7 正解 ⑤ 図1-2のように, 板の端を通過する光線が水面で屈 折するときの入射角をż, 屈折角をrとする。 屈折の法 則により, 4 × sin i = 1 x sinr =1X 3 が成り立つ。 図1-2から, 3 5 である。 よって, sini = 88- sinr = × 00/20 4| | 3 5 5 となり,この光線は図1 2の矢印の向きに進む。この 光線より右側の領域に光は届く。 よって, 光が届く点は, オ,カである。 O 正解 ⑩

電位のグラフの描き方教えてください x軸上のグラフはわかりますが、y軸上のグラフがよくわかりません💦

51 点電荷のつくる電位 問1 原点0での電位 Vo を求めよ。 問2 x軸上の電位V(x) のおおよその概形を描け。 問3y軸上の電位V(y) のおおよその概形を描け。 図のように、水平面上にx軸,y軸をとり,原点を0とする。 静電気力に関 するクーロンの法則の比例定数をk, 無限遠点における電位を0とする。はじ めに,x軸上の点A(a,0), 点B(-α,0)に正の電荷+Qを固定する。 + Q 次に,正の電荷+Qに外力を加え無限遠方からゆっくりとy軸上を移動させ て原点に置いた。 問4 無限遠方から原点0に正の電荷+Qを移動させる際に,外力がした仕 事を求めよ。 B(-a, 0) 0 ↑ y + Q 解答目標時間 : A(a,0) 10分 x

答えに自信が無いので教えてください💦 よろしくお願いします🙏

54. (点電荷による電場と静電気力)(思考 次の(1)~(5) に答えよ。 ただし、電位の基準を無限遠とし, 真空中のクーロンの法則の 比例定数をんとする。 真空中の点Oに電気量の大きさ(g>0)の点電荷が置かれている。 ¥g(g>0)の点電荷が置かれている。 (1) 点Oから距離だけ離れた点Pに点電荷がつくる電場の大きさを答えよ。 また, 点Pの 電位を答えよ。 (2) (1)において,点Pの電位をVとする。 図1に示した, 点0 と点Pを含む図中に電位がV. 2V, 3V の等電位線をそれぞ れかけ。 また,図中に電場の向きがわかるように電気力線を かけ (3) (1)において,大きさ Q(Q>0)の電気量をもつ質量mの小 球を無限遠からゆっくり点まで動かした。 小球に外力がす る仕事を求めよ。 次に, 小球を点Pで静かにはなしたら動き 始めた。 小球が無限遠に達したときの速さを求めよ。 ただし, 小球をはなしたのち静電気力以外の力は, はたらかないもの とする。 次に、図2のように電気量の大きさq (q >0) と大きさ (g'>0)の点電荷がそれぞれ原点からaだけ離れたx軸上の 点AとBに固定されている場合を考える。 原点からαだけ離れ たy軸上の点Cでの電場の向きは,y軸から15° 傾いていた。 (4) gg'の比を求めよ。 (5) 大きさ Q(Q>0)の電気量をもつ質量mの小球を点Cに置 き 静かにはなした。 このとき小球の加速度を求めよ。 小球 が無限遠に達したときの速さを求めよ。 〔神戸大〕 図1 15° 図2 B

この問題の(2)、(3)の考え方が分かりません。 (2)に関してはC'の値までは分かりました。

の誘電 5) の答 竜圧を求めよ。 312 導体板にはたらく力 誘電率∈〔F/m〕の 空中で、右図のようなコンデンサーに電圧 Vo- S -2L d] 3C. M d 2 V[V] の電池を接続した。 コンデンサーの極板は 短辺がL 〔m〕 長辺が2L [m] の長方形, 極板の間隔 はd[m] である。 極板間に何も挿入しない状態でスイッチSを閉じて充電した。その後, Sを閉じたまま、上図のようにコンデンサーと同形で厚さ 4 [m]の導体板Mを極板 間の中央に極板と平行を保ちながらゆっくりと挿入した。 なお,電流が流れることによ る回路での発熱は無視する。 (1) 導体板を x [m] まで挿入したときのコンデンサーの電気容量 C〔F〕を求めよ。 (2) 導体板をx=L〔m〕まで挿入するのに外力がした仕事 W 〔J〕 を求めよ。 (3)導体板を(2) よりさらに微小距離 4.x 〔m〕 だけ押し込むのに必要な外力のする仕事 4W〔J〕 を求めよ。 さらに, x=L〔m] のときの外力の大きさF[N] を答えよ。 (1) (2) コンデンサーの接 +||- サヒ # 北