［キ］でVnmを求める赤丸の計算は電位の足し合わせの考えた方とも言えますか？

次の文中のに適切な のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。 例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径の球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球殻 N 金属球 M 図1 10 図2 0,x, Q.g 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 せた。 金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さ E, 電位Vについて考 図1のように, 真空中に半径αの金属球Mがあり, Q(Q > 0) の電気量をもつように帯電さ える。ただし,電位Vは無限遠方を基準とする。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心Oから放射状に広がると考 えられるため,電場の強さEは,E=イとわかる。また,その点の電位Vは、 V=ウである。 また,x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく,導体内部に電気力線 が生じないことから,E=エ, V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径 c の金属球殻Nがあり,-Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき, 金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように, 真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 0′が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。 ただし,a <b <c であり、 金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。 このとき, 中心から距離 x(a<x<b) だけ離れた点における電場の強さ E' は, 金属球M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,E'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キ である。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM を与えればQの電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C=クである。 [3]関西大]

どこを間違えているか教えてほしいです😭答え0.38でした。

--------- 類題 1 熱容量が 84J/Kの容器中に 170gの水を入れ,全体の温度を24.0℃とした。 この中に, 90.0℃に熱した質量 100g の金属球を入れたところ,全体の温 度が 27.0℃になった。 金属の比熱 c[J/ (g・K)] を求めよ。 ただし, 熱は水 容器,金属球の間だけで移動し, 水の比熱を 4.2J/ (g・K) とする。 ヒント 「高温の金属球が失った熱量 = 低温の (水+容器) が得た熱量」となる。 保存則 参考 熱の伝わり方

赤で線を引いたところはどのような計算をしているのですか？

66 解答 2024年度 解説 芝浦工業大 芝浦工 と表 《熱機関のサイクル》 (イ)状態方程式より PV=nRT V= nRT P となるのでこれとPV =一定の関係から とな であ W20 前期日程 物理 nRT = nとRは一定であるから 5 P-T=- PT= 求める仕事を Wi とする。 状態 I から状態Ⅱは断熱変化であるため、 理想気体に出入りする熱量は0である。また,このときの理想気体の内部 3 エネルギーの変化は、12/2nR(ToT)である。 熱力学第一法則より 3 状態Ⅰ→Ⅱ:0=- 0= nR (T-T.) + W₁ 9 Wi= -nRTo とな れま る (ハ)求める温度をT とし,状態 I, II での理想気体の圧力をそれぞれ R P2 とする。 (イ)で導いた関係式を適用すると P.T. = P(+) P=2°P J となる。 状態Ⅱから状態Ⅲにおいて, ピストンにはたらく力は常につり合 っているため、理想気体の圧力はP2で一定である。 状態方程式は 状態Ⅰ:Pi (Sh)=nRT ...... ① 状態Ⅲ:P2(Sh) =nRT ......② となり,② ① より P2 T3 P1 To P2 T3=T= P2 1 F T D とあ るス

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。

有効数字に着いて質問で、問題文の中で有効数字が2桁とか3桁あり統一されてない時はどれに合わせるといいのでしょうか。 教えてください 有効数字の小さな桁数に合わせると思っていたのですが、、、？

A 0 ①発展例題15 電流による発熱 発展問題 246 銅の容器と銅のかき混ぜ棒の質量の合計が1.5×102gの熱 量計に,1.5×102gの水が入っている。この中にニクロム線 を入れ、全体の温度が20.0℃と一様になったとき, 6.0Vの 電圧で1.0Aの電流を10分間流した。 熱量計と水の温度は何 ℃になるか。ただし, 銅の比熱を 0.39J/ (g・K), 水の比熱を 4.2J/ (gK) とする。 また, 熱量計と外部との間に熱の出入 りはなく、ニクロム線と温度計の熱容量は無視できるとする。 指針 熱量計と水の得た熱量は, ニクロム 線で発生するジュール熱 Q [J] に等しい。 ジュー ルの法則 「Q=VIt」 の式から, ジュール熱を計算 する。 また, 熱量計と水の熱容量を C[J/K], 温 度上昇を⊿T〔K〕 とすると, Q=CAT」の関係が あり,これから,温度上昇を求める。 ■解説 ニクロム線で発生するジュール熱 Q[J]は, Q = 6.0×1.0×(10×60)=3.6×10° J 熱量計と水をあわせた熱容量 C [J/K] は, 温度計 k6.0V→かき混 1.0A ぜ棒 [000000 熱量計 C=(1.5×102) ×0.39+ (1.5×102) ×4.2 =0.58×102+6.3×102=6.88×102J/K 水の温度上昇 4T[K] は, 「Q=CAT」 から, 3.6×103 Q C 6.88×102 AT= 9 熱量計と水の温度上昇は5.23℃であり, 両者の温 度は, 20.0+5.23=25.23℃ =5.23K したがって, 25.2℃となる。 て熱

（2）の問題なのですが、したから一番下の式のmgはどこから出てきたのかわかる方いれば解説お願いします。

55 斜面上のつりあい 水平面より( 30 傾いているなめらかな斜面上に質量 m[kg] の物体をのせ、 1つの力を加え て静止させた。 次の2つの場合について、 物体にはたらいている力のベクトルを図 30° 30° 中に記入し、各力の大きさを求めよ。 重力加速度の大きさをg[m/s] とする。 (1) 斜面に平行な方向に力を加えたとき (2) 水平方向に力を加えたとき 12,63

解説がないので、申し訳ないですが、全部解説して欲しいです、。お願いします🙇

V [先導学類 (理系傾斜) 観光デザイン学類(理系傾斜), スマート創成科学類(理系 傾斜) 数物科学類 地球社会基盤学類。 生命理工学類 理工学類, 医学類, 薬 学類 医薬科学類, 理系一括入試] 軸の方向に進む縦波 (疎密波)の変位が次の正弦波の式で表される場合を考える。 Ax+ = Asin {2x (1-景)}. Ax_ = Asin{2x(テ+景)} ここで, Ax+[m]とAx- [m] は, それぞれx軸の正の向きと負の向きに進む彼に対 応する。軸の正の向きを変位の正の方向とする。 [s]は時刻であり,x[m] は縦波 が存在しない時の媒質上の点のx座標である。 また, A[m] [s] [m]は、それ ぞれ。 振幅。 周期 波長である。 5)と(い)は, Ax, または Ax で表される縦波が進行していく様子を模式 的に示したものである。縦軸は、波が存在するときの媒質上の点の座標 す なわち、x=x+ Ax。 またはx=x+ Ax に対応し、 波長入で割った値を示 している。 横軸は時刻を周期で割った値である。 ここでは、 縦波が存在しな い時に媒質上において等間隔に選ばれた点に対応するx/入を黒丸で示し,その時 間変化を実線で結んでいる。 (あ) 2.00- 1.50- 1.00- レ 2.00 1.50- 1.00- 正の向きに進む縦波と負の向きに進む縦波の振動数が異なり、 前者が [Hz]. 後者がf_ [Hz] である場合を考える。 彼の速さは等しく [m/s] であり、 振幅も等 しくAとする。 以下の問いに答えなさい。 問4 最初に示した正弦波の式を参考に、正の向きに進む縦の式Ax を振動数 f と波の速さを用いて表しなさい。 5 振動数が異なる Ax と △x の合成波の変位を表す式を求めると 次式のよ うな形にまとめることができる。 A cosx(tax]] sin [2x (L++) {t-Bx}] α [s/m] と [s/m] を, f. とf_ および を用いて表しなさい。 必要ならば以 下の三角関数の公式を用いなさい。 a-b a+b sina + sinb=2cossin 音源による空気振動は縦波となって伝わる。 観測者の両側に、振動数の音源 A と振動数 fの音源Bがあり、 音速が』の場合を考える。 観測者と二つの音源は常 にx軸上にあるとし、観測者の位置を原点x=0にとる。 どちらの音源も観測者か ら十分に離れており,音源Aはx軸の負の側に、音源Bはx軸の正の側にある。 このとき二つの音源の間の座標の点における空気振動が問5の問題文中に示し た合成波の式で表されたとする。 fャはf よりもわずかに大きく、二つの音源が静 止している時、観測者は音の大小が周期的に繰り返されるうなりを観測した。 その 後音源Aがある一定の速度でゆっくりと移動したところ、うなりは観測されな くなった。 以下の問いに答えなさい。 0.50- 0.00- 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 t/T 5a <-9- 0.50. 0.00 20.00 0.50 1.00 1.50 2.00 t/T 1 x軸の正の向きに進む縦波を表しているのは図5aの(あ)と(い)のどちらか選 び、解答欄の選択肢に○をつけなさい。 2 波の速さをTと入を用いて表しなさい。 進む向きが反対で、 振幅 周期 波長が等しい波が重なると、 合成波は定在波と なる。 図5bは、図5aの(あ)と(い)の合成波として生じる定在波の様子を表している。 2.00 1.75 1.50. 1.25・ 11.00. 0.75. 0.50. 0.25 0.00 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 t/T 図5b 3節となる位置のx/の値を5bから読み取り全て答えなさい。 また t/T= 0.75 の時刻において, 最も密となる位置のx/入 の値と最も疎となる位 のxm/ を全て答えなさい。 それぞれ, 0.00≦x / 2.00 の範囲で答えな さい。 -10-> <-11-> 6 静止している二つの音源が観測者の位置につくる空気振動を表す式を求めな さい。 問75cの実線は、 問6で得られた式を図示したものである。 うなりの周期に 対応する時間間隔() (い) (う)から選び、 解答欄の選択肢に○をつけなさい。 また、音源が静止している時の1秒あたりのうなりの回数を求めなさい。 Ax. + Ax (税) 図5c うなりが観測されなくなったときの音源Aの移動の向きはx軸の正の向き かの向きか選び、解答欄の選択肢に○をつけなさい。 また、移動の速さを求 めなさい。 -12-

解説がないので、申し訳ないですが、全部解説して欲しいです、。お願いします🙇 （問8：2E/3R、問9:2E^2/9R）

ⅣV [先導学類 (理系傾斜), 観光デザイン学類 (理系傾斜), スマート創成科学類 (理系 傾斜), 数物科学類, 地球社会基盤学類, 生命理工学類, 理工3学類, 医学類,薬 学類,医薬科学類, 理系一括入試] 図4のように,磁束密度の大きさが B [T] の鉛直上向きの一様な磁場中に, 半径 L[m]の円形導線を、 その中心が点0にくるようにして水平面に配置する。 この水 平面には,点0を中心として回転できる長さL [m] の導体棒 OP も配置されてい る。点0と円形導線上の点Qは抵抗値 R [Ω] の抵抗で結ばれており,切替スイッ チSによって起電力 E [V] の電池を接続できる。 円形導線と導体棒の電気抵抗,回 路を流れる電流がつくる磁場、電池の内部抵抗は無視できる。 また,抵抗に示した 矢印の向きを電流の正の方向とする。 まず,スイッチSを1に接続する。 そして、 導体棒に外力を加え続けることに より, 円形導線の上から見て反時計回りとなる図の矢印の向きに,一定の角速度 [] [rad/s] で導体棒を回転させた。 このとき, 導体棒と円形導線の間の摩擦は無視 できるものとし、 以下の問いに答えなさい。 問1導体棒が単位時間あたりに磁場を横切る面積を求めなさい。 問2導体棒に発生する誘導起電力の大きさを求めなさい。 問3 抵抗に流れる電流の大きさを求めなさい。 また, 電流の向きが正の方向であ るか負の方向であるか答えなさい。 問4 導体棒を一定の角速度 ] で回転させるために必要な単位時間あたりの仕事 を求めなさい。 問5 導体棒が磁場から受ける力の大きさを求めなさい。 次に,導体棒 OP を静止させ, スイッチSを2に接続しOQ間に起電力Eの電 池を接続したところ, 導体棒が回転を始めた。 以下の問いに答えなさい。 問6 導体棒の角速度が w2 [rad/s] となったとき,抵抗に流れる電流を求めなさい。 また,回転の向きは,上から見て時計回りか反時計回りか答えなさい。 問7 十分に時間が経過した後, 導体棒の角速度が一定になった。 このときの角速 度を求めなさい。 また, このときに抵抗で消費される電力を求めなさい。 - 7-

(2)iiの位相の問題について、先生が出している解答は0.50π radなのですが、どうやっても答えがπ radにしかなりません。(iの答えは、周期3.0s、波長6.0m、速さ2.0m/sです)どっちが合っているか教えていただきたいです😭よろしくお願いします。

| 次の各文章を読み, あとの問いに答えなさい。 Iの波は,波面の形を保ったまま進行する。 波面上の各点からは(ア)が出て新たな波をつく り,これが次の波面を形成する。これを(イ)の原理という。この考え方を用いると,波が障害 物の陰の部分にまで回り込む(ウ)や,異なる媒質に入射して進行方向を変える(ェ) の説明ができる。 2つ以上の波が重ね合わさると(オ)が生じ、強め合いや弱め合いが見られる。ここで重 要なのは(カ)であり,特に波が反射する場合, 固定端で反射した場合は(カ)は(キ) ずれる。 Ⅱ 光波のうち、人間が視認できる光を(ク)という。 波長によって速さが異なるため, 白色光を プリズムに通すと, (ケ)が起こり,(コ)が得られる。 太陽光の連続 (サ) の中には多くの 暗線が見られ,これを(サ)線という(図1)。 光は媒質中の微粒子によって四方に散らされる ことがあり,これを(シ)という。特に波長の短い光ほど強く散らされるため, 空が青く見える現 象や, 夕方に太陽が赤く見える現象が説明できる。 このように、 光の波長による (シ) の違いは自 然現象の色彩に大きな影響を与えている。 また, 光の振動方向が特定の向きにそろえられた状態 を(ス)という。 7.06.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 波長 (×10-7 m) 図1 (1) 各文章 I, II の空欄(ア)~(ス)に当てはまる語句や数を入れなさい。 (2) 下線部①について,ある正弦波がx軸の正の向きに進んでおり,時刻t [s]における位置x [m]で の変位y [m]は, y = 0.40 sin 2 ( 32.0-20)と表される。これについて,次の問いに答えなさい。 = = Mof1 ± 4.2.0 60 ・20 i 波の周期, 波長, 速さをそれぞれ求めなさい。 ii 位置x =3.0mにおける位相は,x=0m に比べて何rad 遅れているか。 円周率を用いて表 0.40smz (12) 0.40m Tirad しなさい。 この正弦波がx軸の負の向きに進む場合,位置x [m]での媒質の変位y [m]と時刻t [s]の関 係を表す式を求めなさい。 2TV 12. 30 TV tos2(オープン) 2

問５の解説の？が書いてあるところがわかりません教えてください

起 B 半導体ダイオード D, 抵抗値R」の電気抵抗R., 抵抗値 R2 の電気抵抗Rま 電力Eで内部抵抗の無視できる電池Eを図2のように接続する。 ダイオードDに 加わる電圧と流れる電流の関係は、図3のように与えられる。 ただし, a側の電 位がb側の電位に対して高い場合に電圧を正とする。 問4 ダイオードDに加わる電圧を V, aからの向きに流れる電流をとしたと 24 き, R2 を流れる電流を表す式として正しいものを、次の①~⑥のうちから選 大切! E E ① ② V V R R₁ V R₁ R₁₂ ⑤I+- R ⑥I+R₁ V D b E 図2 電流 [mA] -60- 40 Q 問5 E=3.0V, Ri = 1000, R2=50Ωとしたとき、ダイオードDに加わる電 圧として最も適当なものを、次の①~⑥のうちから選べ。 25 ① 0.6 ② 1.0 ③1.6 ④2.0 ⑤2.6 ⑥ 3.0 問6 半導体ダイオードに関係した記述として適切でないものを、次の①~⑤のう ちから一つ選べ。 26 ① 半導体ダイオードは, p型半導体とn型半導体を接合してつくられていて、 型からn型の向きに電流が流れる性質がある。 ② p型半導体には,ホール (正孔)とよばれる電子の不足している部分があ る。 ③ 半導体ダイオードの中には、電流が流れる際に可視光を出す性質のあるも のがある。 20 電圧(V〕 -3.0 -2.0 -1.0 0 1.0 2.0 3.0 ④ 半導体ダイオードを二つ逆向きにして並列に接続すると、ある電圧までは A60 20 どちら向きにも電流が流れないが、 ある電圧を超えるとどちら向きにも電流 が流れ出す素子をつくることができる。 物 40 40 -60- ⑤ 半導体ダイオードは,直流を交流 (流れの向きが変化する電流)にする整 流回路に利用されている。 理 図 3 物理- 16