94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか？

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新

(１)のグラフなのですが、ab間の変化度合いの方がcd間の変化度合いより大きい理由を教えて欲しいです。

A→B よって Eント 69 (気体の状態変化と熱効率〉 Q 「DV=ー定」はアソンの法則といい, 理想気体の状態方程式 「V=nRT」 よりpを消去すると, nRT - =ー定 と表せるがnとRが定数であることから, ポアソンの法則は「TV7-!=ー定」 とも表せる。 (2) 状態。 Pa V (1) a→b, c-dは かV'=一定, b→c, d→aは V=一定 であるので図a a のようになる。 A→B (2)断熱変化では熱を吸収, 放出しないので, 熱を吸収, 放出するのは定積変化 であるb→c, d→aとなる。 b→cについて, 定積変化なので, 気体は仕事をしない。気体が吸収した熱 量をQbc とおくと, 熱力学第一法則より Qbc=Cv(Tc-T.)+0※A← Te< To より Qbc <0 となるので放熱しており, その熱量は Cv(T,-T.) d→aについて, b→cのときと同様に, 気体が吸収した熱量をQaa とおく と,熱力学第一法則より Qan= Cv(Ta-T.)+0 T> Ta より Qan>0 となるので吸熱しており, その熱量は Cv(T.-Ta) (3)気体が仕事をしたのはa→bとc→d。 断熱変化なので, 気体がした仕事 をそれぞれ Wab, Wed とおくと熱力学第一法則 「Q=4U+WLた」 より a→b:0=Cv(T,-T.)+Wab c→d:0=Cv(Ta-T)+Wed よって W=Wab+ Wed=Cv(T.-T,+Tc-Ta) (4)「カV=一定」, 理想気体の状態方程式 「かV=nRT」より ルルの P, d B→C. 圧変化 0 B→C V。 V。 Vェ 2T 図a 合※A 単原子分子理想気体 の内部エネルギーの変化』 ゆえに は また,定 AU=nCy4T WLた よって したがっ nRT -V=一定 (4) C→Dほ D→Aは よって TV'-1=一定 V ゆえにa→b, c→dの断熱変化について a→b:T.V27-=T,V,"-! c→d:T.Vi7-1= T』V2"-1 Wした 令※B 気体が吸収した製 Qin, 放出した熱量 Qa, 気 がした仕事 Wの間には W=Qm-Qout が成りたち,熱効率eは よって レ V\ア-1 したがって, ①, ②式より (-)- Ta_Ta To T。 (5) A→B(定 D(定積変1 張)は熱量 (5)熱効率eは, 吸収した熱量に対する仕事の比なので, (2), (3)より Ta- To+ To-Ta_1- W e= Qa W To- T。※B← Ta-Ta e=- Qm を放出して Ta- Ta ここで0, 2式より と書けるので eミ 1Qcl Tュ-Teー) e=1- Qaa (T-T)V7-1=(Ta-Ta)V2"-! よって T-T。 =1-テ-T。 Ta- V-1 3 2 ゆえに e=1- としてもよい。 74 物理重要問題集 ()

最後の部分ですが、このとき導線が動き続けるのは慣性によるものですか？

156 1間 第4編・電気と層 人民放と終人8 284 7ルで昌8 ド度[T〕 の磁場中に, 鹿のような回路がある。R は台【〔Q] 時 77 【kg] のおもり, PQ はコの字 形を描きながらなめらかに動く長 ある。 鉛直につるされたお 1 て, PQ いる。なお, 重力加遠度の大きさをg〔m/s) とする。 000 が0m/ のときを考える。 生じる誘導起電力は何 V か。 大きさは何A か。 その向きは図のアとイのどちらが 0270たミ EN か。 1) このとき, 回路に 12 導線 PO を流れる電流の (3) 導線 PQ 2 9 の

6の(1) k=mω^2としたらmが消されてしまうので1倍だと思ったのですが、なぜ違うのですか？

42| 第1編*力と運動 同基礎 CHECK 訣詞 7. 振動数5.0Hz の単振動の周期 7[s〕 と角振動数 の[rad/s] を 2. 時刻 7【S〕) における位置x(m〕 が, *三0.20sin0.50z/ で表さ 動数 の [rad/sJ, 周期 7[s] を求めょ り体が点 P, Q を両端 順 4 [m], 角振動数 の として拓 (rad/sJ の単振動をしている。表の 空棚を埋めよ。加速度は右向きを正 | 半科 | 加速度 z(m/sり 4 点0を中心に点 4 ゆで単振動をしでいる物体 らBに達するまでの|! : 2) Bから0に達するまでの時上 ら5. 図のように, 物体が点O を中侯 幅 0.40m の単振動 体が受ける力は右向き 谷えよ 速さ 2[m/s〕 点Bで物体が受ける力の向きと 6. 次の各場合に。 ばね振り子の周期はもとの UMG なるか。 X①) おもりの質 幅を 76 し 上 り子の周期はもとの周期の何倍に 〇1) おもりの質量を 2 倍にする。 0⑦2) 糸 し 8. 較 1.8m の単振り子の周期を求めよ。重力加速度の大ききを 9.8m/ 選 基礎 CHECK の解答 の ょり 7ユートーnas | _5. 復元力は振動の中心を向 ]くので| | 力は左向きである。力の大ききはあ ro=科」 ょより の=で= =81rad/s 還 さに比例するので 2.0N 2.!ァニニ4sino7」と比較して i 6. ばね振り子の周期の式 「7ー=2/全1 4=0.20m 1 | =0.50z=1.6rad 1 の | (り 質時を2倍にすると周期は9世。 本較(0n(生0S | (⑫ 周期は振帆によらない』よって細 3 この単動は.半年4, 角速度の等円! を 2 倍にすると周期は1倍 運動の正射影である。したがって | 7.単振り子の周期の式 r7=/ ょ0 ⑨0m/s ⑨4o(ms) @③ 0m/s 6 0折 ④ 4ef(m/s) ⑥ 0m/s: 08 | 周期は質量によらない。 よって, 上 ⑥ -4o?(m/s2 1 を 2 倍にすると周期は1 倍。 4 (⑪) 4つBの時間は. 過基6.0秒の1/2で| (2糸の長きを2催に -すると周期は9人 ある。よって3.0秒 8. 単振り子の周期の式 「のニ FR )) (⑰ B記0の時間は周期6.0 ん 2x/8- 2z/訪 =2rxす2 秒の1/4 で ある。よって1.5秒

運動量と運動エネルギーの決定的な違いはなんですか？

大根の重心で切断したとき葉っぱ側と先端側のどちらが重いかという問題で、調べてみると葉っぱ側の方が重くなるとありますが、納得できません。重心を回転軸とした力のモーメントを考えた時、切断面からそれぞれの部分の重心までの腕の長さは常に葉っぱ側の方が短いのですか？もし、そうではなか... 続きを読む

70(1)の下のほうですが、sinの前の係数の1.0は省略してはダメなのでしょうか？

の ムめ る しはPの運動 Sou0e95(の 陣 たの Qの時刻 7 4 了 のように2 間 朋演|還 貞和 CS デ み = | < 区 と ド 5 大人なのは図の点 = ) ま た )、 放 向き を し生還 2 であぁる (大大値はシー)。また, Qの振則GS 坊人 ささが最大なのは図の足 に 同期はセコと表れる 2 ⑬ * 70. 単拓動の変位速度 加速度@ 時刻7【S) における変位(mj が 0 3 8 | ,-40sin0.507 と表される単振動を考える < () 講刻 7(s) における速度 ?【m/SJ と加速度c【m/s] を をを用いて表せ。 (速度が正の向きに最大になるときの変位 ヵ 【m〕 と加速度 g」 Im/S] を求め』。 (3) 加速度が正の向きに最大になるときの変位 [m〕 と速度 gz Lm/S〕 を求めょ。 3 2 ( /」 . 単振動の周期@ ある物体が単振動をしている。単振動の中心から0.20m秋 ・ た点の加速度の絶対債が 0.80m/s2 であった。この肖 N (Ss) を求めよ。 6 単振動の角振動数 orad/s) と剛

59の(2)です！解説では小球とともに運動する観測者からの視点でやっていますが、ともに運動していない人から見ると球にはたらく力は垂直抗力と重力だけになって答えが変わってきませんか？

の一端に質苗多 ] ) ょふらっり下げた 別の未bをお5 の と鉛直 方向のなす 角がのの @A xsをのとする の 後の, 夫 3 に 力の大きる S5 を求め 未b を切った 糸 』 の張力の大きさ 3 を求 図の曲面 AB は, 点Oを中心と3 ょめらかな円筒の一部で, 旧2 である。 点Aから質量 7 の小球を初 鉛直面内の円運動 中心角.90? の内面がな はなめらかな水平面で 水度0 ですべらせた。 重力加速度の大き さきをのとする。 ]) 小球が図の点Bを通るときの速さの を求めよ。 (2) 小球が点Bを通過す る直前に面から受ける垂直抗力の大き (3) 小球が点B を通過した直後に面から? 受ける垂直抗力の大き 鉛直面内の ほ 電 っ 他を 関介間 糸の一端に質量 の小球を 平方向の初束度を る。小球が最下点にあるとき, 小球に 速度を与えたら, 小球( は鉛直面内で運動し, II がたるむことなく通過 した。 重力】 ⑪) 加速度の ) 最高点Bを通過する速さの最 ee 人に人えるきの 8 直っを求めよ。

物理工学(応用物理)ってどんな学問ですか？自分のイメージでは物理学で世の中に役に立つ技術を開発するイメージですが、なんか調べてもよく分からないので教えて欲しいです。できれば、大学で実際にその分野を学んでいる人だと良いです。

4番の問題の向きなのですが、解答のような言い方だと下に45度とも捉えられると思うのですが、解答のような言い方で十分なのでしょうか？

NN 。準んでいる。 この物体の運動 nきに5.0N のカカを 2.0 秒間加え 2. 質量4.0Kg, : E度は 2 【m/sJ 2 時 ZZIS人OAM 3. 右向きに 25m MI 向きに速き 35m/ 3 ピルにほえられたカ随の大ききと内きをどこ 8 の2) ポールとパットの接触時旧 を 0.010 秒と すれは, BS 90 のポールをバッ 還 oN/のGきだ山昌0 の い4. 40m/s の吉』さで水 に飛ん 半生) 本dmにがった ome 量の徐化の大きさと乱まをポめよ。 5) 導き 3.0m/s の台車Aが。 静止している1.0Kg の到車Bに衝突して= ほ==リレをババ DS の5. 質量 2.0kg, 体となうた。 衝突後の AB の速ぐの は何 m/s が。 の6 ポニル束8 20m/3 で壁に垂直に当たり。 速さる 16m/s ではねかえっだ。 ボールと 産の間の反発係数6の値を求めよ。 | の7。ア滴上を正の向きに速き 12m/s で進む小球 1 と。 ァ軸上を負の向きに速さ 8.0ms で進む小球 2 が衝突し, 小球 1 は速き 3.0m/s で正の向きに, 小球 2 は速さ 7.0m/s で正の向きに運動した。 2 球の間の反発係数eの値を求めよ。 還 基礎 CHECK の解答 1 押入量の大ききヵは。 ゆー0」より 。。 | 図より, 運動量の変化 2.0 X1.4三2.8kg・m/s : の大きさは 運動量の向きは速度と同じで 東向き 8.0X75 = り き 上 2 三11kg・ 婦 0K 1のニー70ニ7 よ | 向きは, | デ IE 80 4.0X/ニ4.0X2.0三5.0X2.0 2 2 め き Iぐ 2三4.5m/ | の m/s 5.運動量保存則ょり 20X3.0寺1.0x0=(2.0+1.0)XZ よっで の三2.0m/s 6. 反発係数の式 「e=-とを」 ょり e== 9 0) 80 な 反発係 の葉