物理の熱力学についての質問です。図11-6のIでは圧力がp0となっています。でも単原子分子の理想気体を封入する前もピストンはSの位置で不動、つまり、理想気体を封入する前に存在した気体の圧力はp0であったということになると思います。そうすると、理想気体の圧力がp0であるから、... 続きを読む

出題パターン 39 ばねつきピストン 断面積がSのシリンダーが鉛直に立ててある。 ピ ストンとシリンダーの底とは自然長がんのばねで 結ばれている。 またシリンダーの底から測って高さん ピストンw の位置にストッパーsがある。このシリンダー内に, ある量の単原子分子の理想気体を, その圧力が大気圧 ばね× と同じp になるまで封入した。 このときピストン はストッパーsの位置にあり、 絶対温度は T であっ た (状態Ⅰ)。 次に封入気体をゆっくりと加熱したところ, 温度が2T となったところ でピストンは上昇を始めた (状態ⅡI)。 さらに加熱したところ, 温度が6T となったときピストンは h だけ上昇した (状態Ⅲ)。 (1) ピストンの質量を求めよ。 重力加速度の大きさを g とする。 (2)状態Ⅰから状態Ⅱまで気体のした仕事を po, S, hで示せ。 (3)状態Ⅰから状態Ⅲまでに加えられた熱量を po, S, んで示 解答のポイント! ばねの伸びと圧力の増加分は比例するので,Ⅱ→Ⅲのか-Vグラフは直線。 解法 (1)~(3) 熱力学の解法3ステップで解く。 状態 I : po・Sh=nl Ⅱ:pSh=n_ Ⅲ: pa S.. 2 ①②をた ⑦を④に代 ① ③を辺 ⑧ ⑨を⑤ STEP2 ↑ 4po 2pol po 0 STEP STEP1 各状態のp, Vn.Tを図示する。ピストンWの質量を M, ばね 定数をとする。 AU= I I III 大気圧 PS4 k ←I PIS 上昇し Po n eeeeee 24 Sh 126 漆原の物理 熱力学 (定 はじめる = (N-POS Mg P1 n heeeeee pos (T Sh 43250 Mgd II- 2T 6T Iから 伸び 1/ h W 図 11-6 lom] [-w +5-1x( Q

この問題赤線を引いた式の意味がわかりません。

7 気体の圧力 なめらかに動く軽いピストン付きの容器に気体を閉じ こめ,ピストンが鉛直方向に動くように立てる。このピ ストンにおもりを静かにのせたとき, 閉じこめた気体の 圧力は何Pa になるか。 おもりの質量を10kg, ピストン の断面積を 4.9 × 10-3m2, 大気圧を1.0×105 Pa, 重力加 速度の大きさを9.8m/s2 とする。 おもり

浮力の問題です。（3）水面下に全て沈めた という表現から力のつりあいを考えることができるのはどうしてですかる

B. 密度がp[kg/m3で、一辺の げ ん 長さがL [m]の立方体を、密度が Po[kg/m3]の液体に入れたと き、立方体は液体の下にd[m] 沈んだ状態で静止した。 重力加 速度の大きさをg[m/s]とす る。 [9点] L P 正面からの国 (1)この物体にはたらく浮力の大きさF[N] を、 L, po, d,g を用いて 表せ。 (2) 物体の密度p[kg/m3]を、 L,Po, d のうち必要なものを用いて 表せ。 (3)d = 1/3であったとする。この物体に力を加えて物体全体を水 面より下に完全に沈めた。 このとき加えた力の大きさf[N]を、 L,Pogのうち必要なものを用いて表せ。 (1) F=PVg. Vは沈んでいる部分のみ. <箸>F=pvgより F=Boxldxg = PoLdg # * (2)図の状態で静止→力のつりあい <答〉力のつりあがり Soldg = 518 d 2 Po -I'd [m'] plg. (3)水面下に全て沈めた→やのつりあいを考える

Cの解き方がわかりません。なぜこの答えになるか教えてください。

(5)底面積S,高さんの円柱の底面が水面から深さまで沈んだ状態で浮かんでいる。 水の密度を Po, 重力加速 度の大きさをg とする。 (a) 円柱にはたらく浮力の大きさ F を求めよ。 (b) 円柱の密度pをとして、円柱にはたらく重力の大きさ W を求めよ。 (c) 円柱の密度p を po及びん, d を用いて表せ。 S 密度 Pol

最後の写真の最後の文の、なぜ力積の大きさがそのようになるかわかりません。どのように計算したらこのようになるのでしょうか？

なものを,後の 図1のように,スケートリンクの氷面上で花子さんが太郎さんの乗ったそ りのハンドルを持ち,そりと一緒に一定の速さですべっていた。 花子さ ん,太郎さん, そりの質量をそれぞれM,mm とする。 氷面は水平でな めらかであり,花子さんと太郎さんの乗ったそりは同一直線上を運動するも のとする。花子さんが途中でそりを水平に押し出したところ,花子さんだけ が静止し,太郎さんとそりは一体となって前に進んでいった。押し出された 後の太郎さんの乗ったそりの速さは,と ア 。 また,そりだけに注 目すると,押し出される間にそりが受けた力積の和の大きさは,Mvoと イ 。 花子さん 太郎さん M m Vo 氷面 図 1 そり Smo ア 等しい 比べて小さい ② 等しい 比べて大きい ③ 比べて大きい 比べて小さい 比べて大きい 比べて大きい (Mimimo)uo= (mt M Miomior pol =mou M² = m

⑵が分かりません。 なぜcosθが出てくるのでしょうか。

これらを 方が測定に 抵抗 抵抗と 値測定の a), EN 電圧計 あり、 には電 実際の低 慮しな の両端の はいくら 抵抗値 内部抵 だけか た抵抗 Mizo Phys + ずっそ の拡 一流を ざい。 182) 図のように、4本の平行導線 A,B,C,D が鉛直に配 置されている。 A, Cには同じ向きに大きさⅠ [A] の電流が 流れ, B, D には A, Cと逆向きで同じ大きさの電流が流 れているものとする。 2図に, 導線 A,B,C,Dに垂直 な断面図を座標軸とともに示してある。ただし, 磁束密度 Bと磁界 (磁場) Hの関係はB=μH で与えられ,ここでは 真空の透磁率 μo=4×10-' 〔Wb/A・mまたは N/A2] を用い てよいものとする。 A 1図 A B Ou 0 -2a 3図 Ou (1) 解答欄 (3図) に磁力線のようすを描き, 磁力線上に矢 印で磁界の向きを示せ。 図 8 -a B Ø 2a (2) 2図の原点Oにおける磁束密度の大きさを Ⅰ, Mo およ び図中のα [m] を用いて表せ。 (3) A,B,C,D の電流配置は原点0の付近に一様な磁界 を生じる配置として知られている。 この磁界の向きを適 当に選んで原点 0 付近の地磁気の水平成分を打ち消すよ うにしたい。 2図でα=1mとしたとき, 打ち消すのに必 要な電流 I のだいたいの大きさを下から選べ。 ただし, 磁束密度で表した地磁気の水平成分の大きさ は3×10-5 〔Wb/m² または N/A・m] 程度とする。 [1mA, 10mA, 100mA, 1A, 10A, 100A, 1000A] (4) AがBとCの電流から受ける合力の向きを解答欄 (3図) に作図し, 矢印で示せ。 18 定の面ココ答 (1) (2) (3) (4) (5)

単振動の問題で、(1)なのですが、物体の加速度はどちらの向きにするかで値が±でズレてくる気がするのですが、x軸正の向きを加速度の向きとするのが前提という訳ですか？

Q2 大 1. 174.2本のばねにつながれた物体の運動 図のよう Pola. 物体 P0000000 に なめらかな水平面上に置かれた質量mの物体に, ばね 定数がそれぞれ k1,k2 の軽いばね A, B をつけ, 他端をそれぞれ壁 P, Qに固定する。 このときばね A, B はともに自然の長さであった。 このときの物体の位置Oを原点とし, 右向きをx軸の正の向きとする。 物体を正の向きに x だけ移動させてから手をはなす と. 物体は単振動をした。 (1) 物体が位置xにきたとき, 物体にはたらく力Fと物体の加速度 αを求めよ｡ (2) 物体の加速度の大きさが最大になる位置 x を求めよ。 (3) 単振動の周期T を求めよ。 B 例題 38,187,188 物

答えは③です！解説お願いします🙏🏻🙏🏻

問 15. 高さℓの円柱形の物体を液体に浮かばせたところ, 物 体の上面が水平になって静止した。 水面から上に出ている部 分の高さ 号で選べ。液体の密度をpo, 物体の密度を ρ, とする。 Po-Pil Po Pol P₁ 下の①~⑥から記 を表す式として正しいものを、 Po Po-Pi l ③3 4 Pil 5 Po P₁ Po-Pi -l P₁ h= Po 6 Po-Pil P₁

解説では、鉛直方向の力のつりあいで解いていて、その方法の方が簡単に解けることは分かったのですが、自分のモーメントを使ったやり方で答えが一致しない理由が分かりません。

10 長さがで質量Mの一様な棒ABのA端 を鉛直な粗い壁面に押し当て, B端を糸で結 び糸の他端をC点に固定する。 B端に質 量Mのおもり M をつり下げた状態で, 棒 はA点で壁に垂直になっている。 糸 BC と 棒AB のなす角度は30° であり,重力加速度 をg とする。 A点のまわりの力のモーメントのつり合いより, 糸の張力は (1) である。 また, A点での垂直抗力は (2) であり, 静止摩擦力は (3) である。 糸 30° B M Mをつり下げる位置をB点からAの方にゆっくり移動していくと, MがB点からx離れたPの位置に来たとき棒のA端が滑り始めた。 壁 面と棒の間の静止摩擦係数をμ, 壁面の垂直抗力をN とすると, 棒が 滑り出す直前では, 棒のB点のまわりでの力のモーメントのつり合い の式は,M,N,1, x, 9, μを用いて表すと 1/12Mgl+ (4) = 0 となる。 この式と水平方向での力のつり合いから、糸の張力はM, 1, x, g, μ を用いて (5) と表される。 そして, PB間の距離xは1,μ を用いて表すと(6) である。 (芝浦工大+東海大)

Aの求め方について質問です (1)は動いておらず、摩擦力しかかかっていないため2.0a=摩擦力になると分かるのですが、(2)で反対方向に動いているのにもかかわらず2.0aA=摩擦力になっているのは何故ですか？ 3枚目に図で書いてあります。よろしくお願いします😭

7 重ねた物体の運動 右図のように、 水平な床の上に質量 3.0kg の板Bを置き,その上に質量2.0kgの物 0 = v -μgt ●センサー20 摩擦力は、接触面の相対的 な動きを妨げる向きにはた らく。 ゆえに, 注 最大摩擦力, 動摩擦力の大 きさは,物体にはたらく垂直抗 の大きさに比例する。 垂直抗 初の大きさは, その方向の力の ■り合いから求める。 μ'g 体Aをのせる。床とBとの間には摩擦は なく, AとBとの間の動摩擦係数を0.50 とする。 B に水平方向右向きにF[N] の力を加え, F の値を0から徐々に大きくし 6171 72 B ていった。 3 (1) F の値が29.4N を超えたとき、AがBの上をすべり始めた。 AとBとの間の 静止摩擦係数μはいくらか。 すべる前 (2) F=39.2 [N] のとき､ AとBの加速度の大きさはそれぞれいくらか。 511²128 解答 床から見ると, Aは右向きに動き出すからAにはたら く水平方向の力は右向きである。 Aにはたらく水平方向の力 は摩擦力のみである。よって, Aにはたらく摩擦力は右向き となる。 Aにはたらく摩擦力の大きさをfとすると, 板Bには、 その反作用の力がはたらくから,BがAから受ける摩擦力は 大きさがfで左向きとなる。 また, AがBの上をすべる場合、 Bから見るとAは左向きに動くから, Aにはたらく摩擦力は 右向きである。 AとBとの間ではたらく垂直抗力の大きさを N〔N〕,Bが床か ら受ける垂直抗力の大きさをR〔N〕 とする。. 例題 中 円 オ と ET (: