画像の問題の答えを教えてください！！

底面積がS[m²), 高さがL(m)の中空の円柱容器に物質を入れて水に浮かべ、浮力の 実験を行った。 以下, 円柱容器に入れた物質も含めて円柱とよぶ。 円柱の運動は鉛直方 向に限られるものとする。 水の密度は深さによらず一定で、円柱の運動にともなう水か らの抵抗, 水面の変化および円柱容器自身の質量は無視する。 ここで水の密度を Po [kg/m3], 重力加速度の大きさをg[m/s2] として次の問いに答えよ。 水面 d Po 図 1 S Po 図2 Po P1 図3 (1) 円柱の下部に密度が1〔kg/m²(ただし, Pipo) の物質を高さ L [m] だけ入れて 水に浮かべると、 図1のように長さ d [m] だけ水面上に出て静止した。 このとき円柱 が受ける重力の大きさはア [N] である。 水中の物体は,その物体が押しのけた体 積の水が受ける重力の大きさに等しい浮力を鉛直上向きに受けるので、円柱が受ける 浮力の大きさはイ [N] となる。 イに入る適切な文字式を下の解答群の中から1つ選べ。 ③SLg ア ア :posLg ②poLig イ :D PSLg ② pSL-dg 3 PS(L-L₁)g PiSL₁g ④ poS(L-L-dg+pSLng (2) (1)における長さ d [m] を求めよ。 (3) 円柱が静止した状態で、 図2に示すように上から力を加え, 長さ x[m] だけ沈め た。 ただし, xはdに比べて十分小さいとする。 このとき円柱が受ける重力と浮力の 力の大きさ F [N] を求めよ。 (4) 円柱の残りの空間を密度が2〔kg/m3] (ただし, P1 P2) の物質で完全に満たして水 に入れた。 このとき, 図3のように円柱の上面が水面とちょうど同じ位置になって静 止したとする。 物質の密度 P2 [kg/m3] を求めよ。

(1)について質問です B室のところで圧力をp1として計算しているのはなぜですか？

状態 1 A 室 IS B室 To To L L 265 断熱変化■ 図のように,両端を閉じた長さ2L, 断面積Sのシリンダー内部に, なめらかに動く厚さの無視 できる壁を取りつけ, A室およびB室に区切る。このシリ ンダーおよび壁は断熱材でつくられており, A室内の気体 はヒーターにより加熱できるものとする。 A室およびB室 状態 2 のそれぞれに, 温度 To の単原子分子理想気体1mol を封 入すると,気体の圧力はともに po となり, 壁はシリンダー の中央に静止した (状態1)。 次にA室内の気体を加熱した A 室 B 室 T1 T2 d ところ, A 室内の気体の圧力が上昇し、壁がシリンダーの中央よりd (<L)だけ右 に移動し静止した(状態2)。 A室内の気体が吸収した熱量Qと壁の移動量dの関係を求 めたい。 気体定数をRとする。 (1) 状態2におけるA室内の気体の温度 T, およびB室内の気体の温度T2を, To, L, d, Do, p を用いて表せ。 P1 5 =/1/3とし (2) を, L, d を用いて表せ。なお, 単原子分子理想気体の断熱変化では,y=1/3 po てV'=一定の関係が成りたつことが知られている。 (3)状態1から状態2への変化で,A室内の気体の内部エネルギーの変化 4UA, および B室内の気体の内部エネルギーの変化 4UB を, To, R, L, d を用いて表せ。 (4) A室内の気体がB室内の気体に対してした仕事を Wとする。 4U および 4UB を, QWのうち必要なものを用いて表せ。 (5) Q を, To, R, L, d を用いて表せ。 [22 岡山大 改] 254

最初からどうとけばいいかわからないです、、　 出来るだけ詳しくお願いします。

Eldo m る, れら 店と ・ボ -。 V 3 4 下線部 (3) を日本語に訳しなさい。 図1のように,なめらかに動 くピストンがついた十分に長い シリンダーの内部に1molの単 原子分子理想気体が閉じこめら れている。 支点からつり下げら 直下向 圧力 支点 シリンダー 0 図1 Pol れたシリンダーは鉛直面内で傾 けることができ, 鉛直下向きと シリンダーの軸のなす角を0とき する (° 0°)。シリンダー とピストンはともに断熱材でで きており, ピストンの断面積を S, ピストン面からシリンダーの底面までの距離を L, シリンダー外部の大気圧を po, 気 体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (1)最初,シリンダーは鉛直でピストンが下側になっており (0=0℃), 理想気体の圧力は Po 2 B ピストン 答えなさい。 A SL₂ SL1 SL3 図2 SL 体積 で, L=L」であった。この状態をAとする。ピストンの質量を求めよ。 2 (2) その後, シリンダーをゆっくり傾けていった。 鉛直下向きとシリンダーの軸のなす 角が0のときの理想気体の圧力を求めよ。 (3) シリンダーが水平になったとき (0=90°), L=L2 になった。 この状態をBとする。 状態 A からBへの理想気体の断熱変化における圧力と体積の関係は,図2の実線で表 される。 状態 A から B への変化で, (a) 理想気体の内部エネルギーの増加量と (b) 理想 気体が外部からされた仕事を求めよ。 また、このとき、理想気体が外部からされた仕 事は、図2の中のある領域の面積に対応する。その領域を図2において実線で囲み、 斜線で図示せよ｡ (4) 次に, 090°のまま, 理想気体をゆっくり加熱すると、L=L」 になった。この状態 をCとする。 状態BからCへの理想気体の定圧変化で, (a) 理想気体が外部にした仕 事と (b) 理想気体が吸収した熱量を求めよ。 (5) さらに、シリンダーをゆっくり鉛直にもどすと (0=0°), L=L」 となった。この状態 をDとする。 最後に, 理想気体をゆっくり冷却し、状態Aにもどした。 つまり,理想 気体を状態A→B→C→D→A と変化させて, 最初の状態にもどした。 このサ イクルを熱機関とみなしたときの熱効率を Li, L2, L3, L』 を用いて表せ。

物理重要問題集79番(3)について質問です。 解説を呼んだのですが、「圧力が常にp_0である点は定在波の腹である。」が分かりません。何故そうなるのですか？

必解 79. 〈音波の性質〉 図1 上図のように原点Oにスピーカーを置き, 一定の振幅で, 一定の振動数の音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 4° スピーカー pt 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて, x 軸上 (x>0)の各点で圧力の時間変化を測定する。 ある時刻において, x軸上 (x>0)の点P付近の空気の圧力が をxの関数として調べたところ, 図1下図のグラフのようになっ した。ここで距離 OP は音波の波長よりも十分長く, また音波が存 在しないときの大気の圧力をo とする。圧力が最大値をとる x=xo から,次に最大値をとる x=xe までのxの区間を8等分 し, x1, x2, ..., X7と順にx座標を定める。 点P付近の拡大図 図1 (1) x から までの各位置の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している位置, およびx軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置はそれぞれどれか。 次に点Pで空気の圧力の時間変化を調べたところ、図2のグ ラフのようになった。 圧力が最大値をとる時刻t=to から, 次に最大値をとる時刻 t=te までの1周期を8等分し, ts, t2, ., Polf5 tと順に時刻を定める。 to ti to (2) から tsまでの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も Poss xox1 X2 P X3 X4 X5 t3 ta ts 図2 P 大きく変位しているのはどの時刻か。 図3のように, 原点Oから見て点Pより遠い側の位置に,x軸 に対して垂直に反射板を置くと、 圧力が時間とともに変わらず常 にとなる点がx軸上に等間隔に並んだ。 (3) これらの隣接する点の間隔dはいくらか。 なお,音波の速さ をcとする (4) (3)の状態から気温が上昇したところ, (3) で求めたdは増加した。 その理由を説明せよ。 X7 X8 X6 to t7 ts 反射板 図3 X

41の問題で物体が落ちないための条件は、というところからわかりません 教えて下さい

する。 センサーE, Fコ ヒント Aは下向き、 Bは上向きに等しい大きさの加速度が生じるとして, 運動方程式をたてる。 最大摩擦力 図のように, 質量 m の物体を手で鉛直なあらい壁に 探しつけた。物体と壁との間の静止摩擦係数を μ, とすると, 物体 落ちないようにするためには, 手で水平方向に加える力の大きさ をいくら以上にしなければならないか。その最小値を答えよ。ただ し、重力加速度の大きさをgとし, 手と物体との間の摩擦力は無視 できるものとする。 ン 最大摩擦力の大きさが, 重力の大きさ以上であればよい。 m 842 気球の運動質量80kgの気球が鉛直に上昇している。こ の気球の加速度は, 鉛直上向きに0.20m/s°であった。 空気 抵抗は無視できるものとする。 1) 気球にはたらく力の合力の大きさはいくらか。 * 12) 気球にはたらく浮力の大きさはいくらか。 0.20 m/s chap

なぜ赤で書いたような形の波になるのでしょうか？

180 波の反射 図のような波が,1m/s の。 でA端に向かっている。3s後の合成波の波形。 自由端反射と固定端反射の場合について描け。 (1) 自由端反射の場合 4 3 A 1日盛りは1m (2) 固定端反射の場合 の 宝 8 A 1目盛りは1m

どうしてこの答えになるのですか？

177)定常波 図は, ある定常波の変位が最大になった時 刻の波形である。周期をTとしたとき, 図の時刻から T 一後と、 4 後の波形を描け。 2 080 2s信 ウう 3. 山自 0 3s T 長後 3. 0 ml B0目

(2) A→Bの過程で気体が外部にした仕事の求め方が分かりません。 定圧変化なのでW=pΔVより、 3p₀×(3v₀-v₀)=6p₀v₀ になると思ったのですが、答えは2RT₀となっています。 回答はあるのですが解説が無いです。ぜひ回答お願いします🙇‍♂️🙏

1 mol の単原子分子理想気体を容器の中に封入し, 圧力p と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化させた。 C→Aは温度T。の等温変化であり,その際気体は外部へ熱量 3pol Q。を放出した。次の量を, To, Qo, および, 気体定数 Rのう 1. p1 A B ち必要なものを用いて表せ。また, 問いに答えよ。 (1) 状態 Bの温度 T。 C (2) A→Bの過程で気体が外部にした仕事 WABと気体が吸収 した熱量QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収 0 V。 3V。 V した熱量QEC (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WcA 問 Q=1.1RT, のとき, 1サイクルの熱効率 eを有効数字2桁で求めよ。

(2)で力学的エネルギーの保存の法則で自然長と点Oで比較してみて、答えはそれであってるんですが、、 自然長の時になんで、重力の位置エネルギーの長さが0.20mになるのはなんでですか？？ 教えて欲しいです🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️🙇‍♀️

解説お願いします！！

は3 用図のような, 一走の体積ア【mおよび質量 [kgl(た だし気球内の空気の質量は除く ) の熱気球を。 気球内の補 気を加熱することによって肖上させたい。そのためには。 最低何度まで気球内の空気を加熱しなければならないかを 考えてみよう。空気を理想気体とみなし, また気球の内外 での圧力はつねに等しく 1 atm として以下の問いに答えよ。 ただし, 気球外の空気の温度を 7。[K] 容度をpolkg/m) や とグ 重力加速度を 9[m/s2] とする。 衣『 ①) . 気球内の空気を加熱し則度を上げていくとき。 気球 の空気の密度が絶対温度に反比例するこ とを説明せよ。 (②) 気球内の空気を温度 7。(KJ から7[K] まで加熱した。このときの所内補気質 量を ま お ルリ および了 を用いて表せ。 -③ たらET村人:時 (4④) この気球が浮上するためには, 内の空気の はどのような条件を満た さなけれぜならちないか。 | (5) =500m*, =200k&, 70=273K であるとき, この気球を浮上させるのに必 、要な, 気球内空気の最低温度を計算せよ。ただし, 容気の平区分子基を 29.0 とし た272K 1atm における 1 mol の空気の体積を 22.47 とする。